1．4电动机
一、聚焦教材
1．磁场对通电导体的作用
（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与 、 有关；受力的大小与 和 有关。
（2）通电线圈在磁场中受力转动，通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈 (填“发生”或“不发生”，下同)转动；通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈 转动。
【答案】（1）电流方向；磁场方向；电流大小；磁场强弱
（2）发生；不发生
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）根据磁场对通电导体运动方向的影响因素和受力大小的影响因素解答；
（2）根据左手定则判断线圈两个边缘的受力方向，然后确定是够能够促使线圈转动即可。
【解答】（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向、 磁场方向有关；受力的大小与电流大小和磁场强弱有关。
（2）通电线圈在磁场中受力转动，通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈两侧受力都向一个时针方向，则线圈发生转动；通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈两侧受力在同一直线上，且方向相反，因此先后抵消，此时线圈不发生转动。
2．直流电动机
（1）直流电动机是利用通电线圈能在磁场中 的原理制成的；电动机能把 能转化为 能。
（2）直流电动机的结构： 、 、 、 等。
（3）换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时能自动改变线圈中的 。
（4）线圈的转动方向取决于 和 。当磁场大小不变时，线圈的转动速度取决于 和 。
（5）电动机的优点： 、 、 、 。
【答案】（1）转动；电；机械
（2）转子；定子；电刷；换向器
（3）电流方向
（4）电流方向；磁场方向；电流的大小；线圈的匝数
（5）构造简单；控制方便；效率高；无污染
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据直流电动机的工作原理和能量转化解答；
（2）根据直流电动机的结构解答；
（3）根据换向器的作用解答；
（4）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素，受力大小的影响因素解答；
（5）根据电动机的优点解答。
【解答】（1）直流电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的；电动机能把电能转化为机械能。
（2）直流电动机的结构：转子、定子、电刷、换向器等。
（3）换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时能自动改变线圈中的电流方向。
（4）线圈的转动方向取决于电流方向和磁场方向 。当磁场大小不变时，线圈的转动速度取决于电流的大小和线圈的匝数。
（5）电动机的优点：构造简单、控制方便、效率高、无污染。
3．家庭使用的电风扇、洗衣机等电器中的电动机属于 。
【答案】交流电动机
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通入电动机的电流特点分析解答。
【解答】家庭用的电风扇、洗衣机加入的是220V的交流电，因此它们都属于交流电动机。
二、分层训练 A练就好基础基础达标
4．用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（ ）
A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关
【答案】A
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】根据实验现象分析实验结论即可。
【解答】ab向右运动，说明它受到的磁力向右；ab向左运动，说明它受到的磁力向左。电源的正负极对调，则通过ab的电流方向发生改变，则这个事实可以说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
5．如图所示，ab是一根导线，它是闭合电路的一部分，当电路接通，电流方向从a到b时，它在磁场中按箭头方向运动，若电流方向从b到a，则下列导线的运动方向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素判断。
【解答】通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。当磁场方向相同时，改变通过导体的电流方向时，它受力的方向与原来相反。原来电流从a到b，现在电流从b到a，因此ab受力方向与原来相反，即向下运动，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6．如图所示，甲、乙两图中的矩形线圈，给它们通电，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动
B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动
D．甲、乙中的线圈都不会转动
【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】左手定则：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指尖朝向电流方向，此时大拇指所指的方向就是导体的受力方向，据此分析判断即可。
【解答】假设电流方向沿abcd方向流入线圈。ab：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸内，此时大拇指指向下面，则ab受到磁力向下。cd：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸外，此时大拇指指向上面，则cd受到磁力向上。
甲图中的两个力促使线圈沿逆时针方向转动，而乙图中的两个力相互抵消，不能使线圈转动。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7．（2019八下·余杭期中）小乐在研究“磁场对通电导体作用”时采用如图所示实验，通电后发现导体棒向右摆动，要使通电导体棒的悬线向右摆角增大，以下操作可行的是（ ）
A．增大导体棒中的电流强度 B．减少磁铁的数量
C．颠倒磁铁的上下位置 D．改变导体棒中的电流方向
【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）通电导体受到的磁力越大，悬线摆角越大；
（2）通电导体在磁场中受力大小只与磁场强度和电流大小有关。
【解答】要使通电导体棒的悬线向右摆角增大，就必须增大导体受到的磁力。
A.增大导体棒中的电流强度可以增大受到的磁力，故A符合题意；
B.减小磁体的数量，那么磁场强度会减小，它受到的磁力会变小，故B不合题意；
C.颠倒磁铁的上下位置只能改变磁场的方向，不能改变磁场强度，故C不合题意；
D.改变导体棒中的电流方向，只能改变磁场的方向，不那改变磁场强度，故D不合题意。
故选A。
8．下面四幅图中能说明电动机原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据电动机的工作原理判断。
【解答】电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.两个电磁铁线圈匝数不同，二者串联时通过的电流相等，线圈匝数多的吸引的大头针多，这说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故A不合题意；
B.电磁继电器的工作原理为电磁铁，故B不合题意；
C.当导线中有电流经过时，下面的小磁针的指向方向改变，说明电流周围存在磁场，故C不合题意；
D.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，这就是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
9．关于直流电动机的以下说法中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．电动机工作过程中，换向器改变线圈中的电流方向
C．电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变4次
D．电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好
【答案】B
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对电动机的工作原理、工作过程的认识判断。
【解答】A.电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分转化为内能，故A错误；
B.电动机工作过程中，换向器改变线圈中的电流方向，从而保证线圈能够持续运动下去，故B正确；
C.电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变2次，故C错误；
D.电动机中的线圈转动是利用了惯性，但是线圈质量越大，阻力越大，消耗的电能越多，故D错误。
故选B。
10．在安装直流电动机模型的实验中，按实验要求连好电路，闭合开关后电动机不转动，其原因不可能是（ ）
A．电刷与换向器之间接触过松 B．电刷与换向器之间接触过紧
C．线圈没有处于平衡状态 D．变阻器接入电路的阻值过大
【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对电动机的认识，分析电动机不转动的原因即可。
【解答】A.电刷与换向器之间接触过松，会导致没有电流经过线圈，则没有受到磁力的作用，因此电动机不动，故A不合题意；
B.电刷与换向器之间接触过紧，受到的阻力太大，从而导致线圈不能转动，故B不合题意；
C.线圈没有处于平衡状态时，它受到的作用力可以促使线圈不断转动，故C符合题意；
D.变阻器接入电路的阻值过大，会导致通过线圈的电流太小，导致电动机不动，故D不合题意。
故选C。
11．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab (填“运动”或“静止”)。
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab 。
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟 方向和 方向都有关系。
（4）若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会 (填“加快”或“减慢”)，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟 和 有关。
【答案】（1）运动
（2）反向运动
（3）电流；磁场
（4）加快；电流的大小；磁场的强弱
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据通电导体在磁场中受力运动解答；
（2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；
（3）根据（1）（2）中的分析解答；
（4）根据通电导体在磁场中受力大小的影响因素解答。
【解答】（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab运动。
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab受到作用力的方向相反，因此反向运动。
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟电流方向和磁场方向都有关系。
（4）若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会加快，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟电流的大小和磁场的强弱有关。
三、B更上一层楼能力提升
12．用如图所示的实验装置进行实验，下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是用来研究电流磁效应的
B．电动机的工作原理与该装置相同
C．闭合开关，金属棒ab运动，此过程是把机械能转化为电能
D．将磁铁N，S极对调，同时改变金属棒ab中电流的方向，金属棒ab的运动方向也会改变
【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据对通电导体在磁场中受力运动的认识分析即可。
【解答】根据图片可知，闭合开关后，通过电流的导体ab在磁场中受力会运动起来，这就是电动机的工作原理，故A错误，B正确；
闭合开关，ab运动，此过程将电能转化为机械能，故C错误；
将磁铁N，S极对调，此时金属棒ab受力的方向与原来相反；再同时改变金属棒ab中电流的方向，金属棒ab的运动方向又再次发生调转，最终ab的运动方向与原来相同，故D错误。
故选B。
13．如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，它们彼此绝缘，并随线圈一起顺时针转动，M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，以下说法正确的是（ ）
A．不能用石墨材料来制作电刷M、N
B．电流的方向始终由电刷N到电源“＋”极
C．对调电源正、负极或对调磁极，线圈将逆时针转动
D．线圈中的电流为直流电
【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】左手定则规定：伸平左手使姆指与四指垂直，手心向着磁场的N极，四指的方向与导体中电流的方向一致，姆指所指的方向即为导体在磁场中受力的方向。通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁感线的方向有关。换向器的主要作用是改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力的方向，保证线圈持续转动。
【解答】A、电刷是使线圈与电源之间形成闭合回路得部件，应为导体，而石墨材料为导体，所以可以用来制作电刷；故A错误；
B、电源外部电流始终从电源“+”出发，流经用电器回到电源负极，故电流的方向始终由电源“＋”极到电刷N；故B错误；
C、通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁感线的方向有关，根据右手定则可知，对调电源正、负极或对调磁极，线圈将逆时针转动；故C正确；
D、直流电动机通过直流电源提供电流，而电动机却能持续转动，说明线圈中的电流方向是变化的，这种变化主要是通过换向器实现的；故D错误；
故答案为：C。
14．在一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，他惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是（ ）
A．灯丝晃动是一种电流的磁现象
B．灯丝晃动时受力平衡
C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力运动的知识判断。
【解答】灯丝本身为金属导体，当其中有电流经过时，处在磁场中的它肯定会受到磁力的作用。因为通过的交流电，即电流方向不断改变，所以灯丝受力的方向不断改变，因此灯丝在晃动，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
15．（2018八下·长兴月考）如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是（ ）
A．该电流表的工作原理与电动机工作原理相同
B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D．线圈中电流越大，线圈所受磁场力就越小
【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动；
（2）电动机将电能转化为机械能；
（3）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（4）通电导体在磁场中受力的大小与磁场强度和电流大小有关。
【解答】根据“处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转”可知，电流表的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动。
A.该电流表的工作原理与电动机工作原理相同，故A正确；
B.线圈中有电流经过时，将电能转化为机械能，故B错误；
C.改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向也会改变，故C错误；
D.线圈中电流越大，线圈所受磁场力越大，故D错误。
故选A。
16．如图所示，干电池底 部吸有强磁铁(可导电)，在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上的导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（ ）
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都未受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力运动的知识分析判断。
【解答】A、B两个线圈都处在磁场中，但是只有线圈B接通电池的正负极，其中有电流经过，所以只有线圈B会受到磁场对电流力的作用，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
17．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到 力的作用，从而带动与线圈相连的纸盆 ，于是扬声器就发出了声音。
【答案】磁场；振动
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据扬声器的工作原理分析解答。
【解答】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到磁场力的作用，从而带动与线圈相连的纸盆振动，于是扬声器就发出了声音。
四、C开拓新思路拓展创新
18．为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图)，他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的两项措施是 。
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是 (填两点)。
（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是 ，并在虚线框内画出实验电路图(电动机符号用M表示)。
【答案】（1）改变磁场的方向；改变电流的方向
（2）磁铁的磁性弱；线圈的匝数太少(或电流太小，任选两点回答即可)
（3）滑动变阻器如图所示
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素解答；
（2）电动机不转，可能线圈在磁场中受力太小，根据影响导体在磁场中受力大小的因素解答；
（3）电动机的转速与通过线圈的电流大小有关，据此设计电路。
【解答】（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的两项措施是：改变磁场的方向；改变电流的方向。
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：磁铁的磁性弱；线圈的匝数太少(或电流太小）。
（3）要调节电动机的转速，就要改变通过电动机的电流大小，可以将一个滑动变阻器与电动机串联，如下图所示：
1 / 11．4电动机
一、聚焦教材
1．磁场对通电导体的作用
（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与 、 有关；受力的大小与 和 有关。
（2）通电线圈在磁场中受力转动，通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈 (填“发生”或“不发生”，下同)转动；通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈 转动。
2．直流电动机
（1）直流电动机是利用通电线圈能在磁场中 的原理制成的；电动机能把 能转化为 能。
（2）直流电动机的结构： 、 、 、 等。
（3）换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时能自动改变线圈中的 。
（4）线圈的转动方向取决于 和 。当磁场大小不变时，线圈的转动速度取决于 和 。
（5）电动机的优点： 、 、 、 。
3．家庭使用的电风扇、洗衣机等电器中的电动机属于 。
二、分层训练 A练就好基础基础达标
4．用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（ ）
A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关
5．如图所示，ab是一根导线，它是闭合电路的一部分，当电路接通，电流方向从a到b时，它在磁场中按箭头方向运动，若电流方向从b到a，则下列导线的运动方向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，甲、乙两图中的矩形线圈，给它们通电，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动
B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动
D．甲、乙中的线圈都不会转动
7．（2019八下·余杭期中）小乐在研究“磁场对通电导体作用”时采用如图所示实验，通电后发现导体棒向右摆动，要使通电导体棒的悬线向右摆角增大，以下操作可行的是（ ）
A．增大导体棒中的电流强度 B．减少磁铁的数量
C．颠倒磁铁的上下位置 D．改变导体棒中的电流方向
8．下面四幅图中能说明电动机原理的是（ ）
A． B．
C． D．
9．关于直流电动机的以下说法中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．电动机工作过程中，换向器改变线圈中的电流方向
C．电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变4次
D．电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好
10．在安装直流电动机模型的实验中，按实验要求连好电路，闭合开关后电动机不转动，其原因不可能是（ ）
A．电刷与换向器之间接触过松 B．电刷与换向器之间接触过紧
C．线圈没有处于平衡状态 D．变阻器接入电路的阻值过大
11．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab (填“运动”或“静止”)。
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab 。
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟 方向和 方向都有关系。
（4）若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会 (填“加快”或“减慢”)，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟 和 有关。
三、B更上一层楼能力提升
12．用如图所示的实验装置进行实验，下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是用来研究电流磁效应的
B．电动机的工作原理与该装置相同
C．闭合开关，金属棒ab运动，此过程是把机械能转化为电能
D．将磁铁N，S极对调，同时改变金属棒ab中电流的方向，金属棒ab的运动方向也会改变
13．如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，它们彼此绝缘，并随线圈一起顺时针转动，M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，以下说法正确的是（ ）
A．不能用石墨材料来制作电刷M、N
B．电流的方向始终由电刷N到电源“＋”极
C．对调电源正、负极或对调磁极，线圈将逆时针转动
D．线圈中的电流为直流电
14．在一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，他惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是（ ）
A．灯丝晃动是一种电流的磁现象
B．灯丝晃动时受力平衡
C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
15．（2018八下·长兴月考）如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是（ ）
A．该电流表的工作原理与电动机工作原理相同
B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D．线圈中电流越大，线圈所受磁场力就越小
16．如图所示，干电池底 部吸有强磁铁(可导电)，在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上的导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（ ）
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都未受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
17．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到 力的作用，从而带动与线圈相连的纸盆 ，于是扬声器就发出了声音。
四、C开拓新思路拓展创新
18．为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图)，他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的两项措施是 。
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是 (填两点)。
（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是 ，并在虚线框内画出实验电路图(电动机符号用M表示)。
答案解析部分
1．【答案】（1）电流方向；磁场方向；电流大小；磁场强弱
（2）发生；不发生
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）根据磁场对通电导体运动方向的影响因素和受力大小的影响因素解答；
（2）根据左手定则判断线圈两个边缘的受力方向，然后确定是够能够促使线圈转动即可。
【解答】（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向、 磁场方向有关；受力的大小与电流大小和磁场强弱有关。
（2）通电线圈在磁场中受力转动，通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈两侧受力都向一个时针方向，则线圈发生转动；通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈两侧受力在同一直线上，且方向相反，因此先后抵消，此时线圈不发生转动。
2．【答案】（1）转动；电；机械
（2）转子；定子；电刷；换向器
（3）电流方向
（4）电流方向；磁场方向；电流的大小；线圈的匝数
（5）构造简单；控制方便；效率高；无污染
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据直流电动机的工作原理和能量转化解答；
（2）根据直流电动机的结构解答；
（3）根据换向器的作用解答；
（4）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素，受力大小的影响因素解答；
（5）根据电动机的优点解答。
【解答】（1）直流电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的；电动机能把电能转化为机械能。
（2）直流电动机的结构：转子、定子、电刷、换向器等。
（3）换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时能自动改变线圈中的电流方向。
（4）线圈的转动方向取决于电流方向和磁场方向 。当磁场大小不变时，线圈的转动速度取决于电流的大小和线圈的匝数。
（5）电动机的优点：构造简单、控制方便、效率高、无污染。
3．【答案】交流电动机
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通入电动机的电流特点分析解答。
【解答】家庭用的电风扇、洗衣机加入的是220V的交流电，因此它们都属于交流电动机。
4．【答案】A
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】根据实验现象分析实验结论即可。
【解答】ab向右运动，说明它受到的磁力向右；ab向左运动，说明它受到的磁力向左。电源的正负极对调，则通过ab的电流方向发生改变，则这个事实可以说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
5．【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素判断。
【解答】通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。当磁场方向相同时，改变通过导体的电流方向时，它受力的方向与原来相反。原来电流从a到b，现在电流从b到a，因此ab受力方向与原来相反，即向下运动，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6．【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】左手定则：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指尖朝向电流方向，此时大拇指所指的方向就是导体的受力方向，据此分析判断即可。
【解答】假设电流方向沿abcd方向流入线圈。ab：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸内，此时大拇指指向下面，则ab受到磁力向下。cd：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸外，此时大拇指指向上面，则cd受到磁力向上。
甲图中的两个力促使线圈沿逆时针方向转动，而乙图中的两个力相互抵消，不能使线圈转动。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7．【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）通电导体受到的磁力越大，悬线摆角越大；
（2）通电导体在磁场中受力大小只与磁场强度和电流大小有关。
【解答】要使通电导体棒的悬线向右摆角增大，就必须增大导体受到的磁力。
A.增大导体棒中的电流强度可以增大受到的磁力，故A符合题意；
B.减小磁体的数量，那么磁场强度会减小，它受到的磁力会变小，故B不合题意；
C.颠倒磁铁的上下位置只能改变磁场的方向，不能改变磁场强度，故C不合题意；
D.改变导体棒中的电流方向，只能改变磁场的方向，不那改变磁场强度，故D不合题意。
故选A。
8．【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据电动机的工作原理判断。
【解答】电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.两个电磁铁线圈匝数不同，二者串联时通过的电流相等，线圈匝数多的吸引的大头针多，这说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故A不合题意；
B.电磁继电器的工作原理为电磁铁，故B不合题意；
C.当导线中有电流经过时，下面的小磁针的指向方向改变，说明电流周围存在磁场，故C不合题意；
D.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，这就是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
9．【答案】B
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对电动机的工作原理、工作过程的认识判断。
【解答】A.电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分转化为内能，故A错误；
B.电动机工作过程中，换向器改变线圈中的电流方向，从而保证线圈能够持续运动下去，故B正确；
C.电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变2次，故C错误；
D.电动机中的线圈转动是利用了惯性，但是线圈质量越大，阻力越大，消耗的电能越多，故D错误。
故选B。
10．【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对电动机的认识，分析电动机不转动的原因即可。
【解答】A.电刷与换向器之间接触过松，会导致没有电流经过线圈，则没有受到磁力的作用，因此电动机不动，故A不合题意；
B.电刷与换向器之间接触过紧，受到的阻力太大，从而导致线圈不能转动，故B不合题意；
C.线圈没有处于平衡状态时，它受到的作用力可以促使线圈不断转动，故C符合题意；
D.变阻器接入电路的阻值过大，会导致通过线圈的电流太小，导致电动机不动，故D不合题意。
故选C。
11．【答案】（1）运动
（2）反向运动
（3）电流；磁场
（4）加快；电流的大小；磁场的强弱
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据通电导体在磁场中受力运动解答；
（2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；
（3）根据（1）（2）中的分析解答；
（4）根据通电导体在磁场中受力大小的影响因素解答。
【解答】（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab运动。
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab受到作用力的方向相反，因此反向运动。
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟电流方向和磁场方向都有关系。
（4）若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会加快，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟电流的大小和磁场的强弱有关。
12．【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据对通电导体在磁场中受力运动的认识分析即可。
【解答】根据图片可知，闭合开关后，通过电流的导体ab在磁场中受力会运动起来，这就是电动机的工作原理，故A错误，B正确；
闭合开关，ab运动，此过程将电能转化为机械能，故C错误；
将磁铁N，S极对调，此时金属棒ab受力的方向与原来相反；再同时改变金属棒ab中电流的方向，金属棒ab的运动方向又再次发生调转，最终ab的运动方向与原来相同，故D错误。
故选B。
13．【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】左手定则规定：伸平左手使姆指与四指垂直，手心向着磁场的N极，四指的方向与导体中电流的方向一致，姆指所指的方向即为导体在磁场中受力的方向。通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁感线的方向有关。换向器的主要作用是改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力的方向，保证线圈持续转动。
【解答】A、电刷是使线圈与电源之间形成闭合回路得部件，应为导体，而石墨材料为导体，所以可以用来制作电刷；故A错误；
B、电源外部电流始终从电源“+”出发，流经用电器回到电源负极，故电流的方向始终由电源“＋”极到电刷N；故B错误；
C、通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁感线的方向有关，根据右手定则可知，对调电源正、负极或对调磁极，线圈将逆时针转动；故C正确；
D、直流电动机通过直流电源提供电流，而电动机却能持续转动，说明线圈中的电流方向是变化的，这种变化主要是通过换向器实现的；故D错误；
故答案为：C。
14．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力运动的知识判断。
【解答】灯丝本身为金属导体，当其中有电流经过时，处在磁场中的它肯定会受到磁力的作用。因为通过的交流电，即电流方向不断改变，所以灯丝受力的方向不断改变，因此灯丝在晃动，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
15．【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动；
（2）电动机将电能转化为机械能；
（3）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（4）通电导体在磁场中受力的大小与磁场强度和电流大小有关。
【解答】根据“处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转”可知，电流表的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动。
A.该电流表的工作原理与电动机工作原理相同，故A正确；
B.线圈中有电流经过时，将电能转化为机械能，故B错误；
C.改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向也会改变，故C错误；
D.线圈中电流越大，线圈所受磁场力越大，故D错误。
故选A。
16．【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力运动的知识分析判断。
【解答】A、B两个线圈都处在磁场中，但是只有线圈B接通电池的正负极，其中有电流经过，所以只有线圈B会受到磁场对电流力的作用，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
17．【答案】磁场；振动
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据扬声器的工作原理分析解答。
【解答】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到磁场力的作用，从而带动与线圈相连的纸盆振动，于是扬声器就发出了声音。
18．【答案】（1）改变磁场的方向；改变电流的方向
（2）磁铁的磁性弱；线圈的匝数太少(或电流太小，任选两点回答即可)
（3）滑动变阻器如图所示
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素解答；
（2）电动机不转，可能线圈在磁场中受力太小，根据影响导体在磁场中受力大小的因素解答；
（3）电动机的转速与通过线圈的电流大小有关，据此设计电路。
【解答】（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的两项措施是：改变磁场的方向；改变电流的方向。
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：磁铁的磁性弱；线圈的匝数太少(或电流太小）。
（3）要调节电动机的转速，就要改变通过电动机的电流大小，可以将一个滑动变阻器与电动机串联，如下图所示：
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