【寒假早学习】2024年寒初二科学讲义3电动机工作原理-答案附后

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寒假早学习3——电动机工作原理
一、磁场对通电导体的作用
1. 磁场对通电直导线的作用
实验表明，把导线AB放在磁场中光滑的金属导轨上，接通电源，让电流通过导线AB,则导线AB在磁场中运动起来，说明磁场对通电导线有力的作用。
(1)只把电源正、负极对调后接人电路，从而改变导线AB中的电流方向，则导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向发生改变。
(2)只把磁极对调一下，改变磁场方向，导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向也发生改变。
(3)如果把电源正、负极对调后接入电路，同时对调一下磁极，即同时改变导线AB中的电流方向和磁场方向，导线AB的运动方向不变，即导线AB受力的方向不变。
结论：
①通电导线在磁场中受到力的作用。
②受力方向与电流方向和磁场方向有关。
③只改变电流方向或磁场方向，导线的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导线受力方向不变。
④受力大小与电流大小和磁场强弱以及导线长度有关:电流越大，磁场越强，导线越长，受力越大。
2. 磁场对通电线圈的作用
(1)通电线圈在磁场中的运动情况
通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈发生转动。通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。
(2)通电线圈在磁场中的转动分析
甲 乙 丙
如图所示，使线圈位于磁体两磁极之间的磁场中。
①使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是由于线圈上、下两边受力大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。
②使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，能靠惯性转过平衡位置，但不能继续转动下去。因为转过平衡位置，线圈的受力如图丙所示，使得线圈受到逆时针转动的力，最终要返回平衡位置静止。
③使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，线圈受力沿逆时针方向转动，同样，能靠惯性转过平衡位置，但同样不能持续转动，最终返回平衡位置。
(3)通电线圈在磁场里受到力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而发生转动的原理制成的。
【能力拓展】
①通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反时(即两者方向平行时)，导体不受磁力的作用；当两者方向相互垂直时，导体受到的磁力最大。
②磁体周围存在磁场，通电导体周围也存在磁场，把一个磁体靠近一根通电导线时，磁体会受到通电导线力的作用，而力的作用是相互的，所以通电导线也受到力的作用，这种相互作用是通过磁场发生的。所以，磁场对电流产生力的作用，实际上也是磁体之间通过磁场而发生的相互作用。
③通电导线在磁场中所受力的大小与磁场强弱、电流的大小有关，电流越大，磁场越强，通电导线受到的作用力就越大。
④判断通电导线的受力方向的方法:左手定则。如图所示，伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。
二、直流电动机
1. 直流电动机的工作原理
直流电动机靠直流电源供电，是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理制成的，是把电能转化为机械能的装置。
直流电动机的构造
如图所示，直流电动机主要由磁体(定子)、线圈(转子)、换向器和电刷等构成。
3. 换向器的结构与作用
(1)结构:由两个相互绝缘的铜质半环构成，两个铜质半环与线圈相连，并随线圈一起转动，跟电刷接触与电源组成闭合电路。
(2)作用:当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。
4. 影响直流电动机转动方向和速度的因素重点
(1)转动方向与电流方向和磁场方向有关:只改变电流方向或磁场方向，转动方向改变；电流方向和磁场方向同时改变，则转动方向不变。
(2)转速大小与电流大小和磁场强弱以及线圈的匝数有关:电流越大，磁场越强，匝数越多，转速越快。
5. 直流电动机模型装好通电后电动机不转动的主要原因
(1)电流不通:①电刷与铜制半环接触不良；②开关处接触不良；③电源处接触不良。
(2)摩擦太大:①轴与轴之间摩擦太大；②电刷和换向器接触太紧。
(3)电流太小:①电源电压太低；②使用的滑动变阻器的阻值太大。
(4)磁场太小:磁铁或者磁石产生的磁场强度不够，可以换强磁铁。
(5)仪器装配位置不正确:线圈处于平衡位置，只要将线圈轻轻转动一下就可以。
三、典型例题
（一）考点：磁场对通电导体的作用
【例1】（2022杭州期末）探究通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关时，小明同学做了如图所示的实验，图中AB表示闭合电路中的直导线，导线上的箭头方向表示电流方向，F表示导线受力方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。以下是小明通过实验得出的判断：
①（a）（b）实验表明，通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关；
②（a）（c）实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关；
③（b）（c）实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关。
则上述判断中（　　）
A．只有①正确 B．只有②正确 C．①②正确 D．①③正确
【例2】（2021浙江专题）如图所示，在磁场中，一通电导线AB被弹簧悬挂着，在水平位置上处于静止状态，当开关断开后，则（ ）
A．导线AB受力情况不变 B．弹簧转过一个角度
C．弹簧的长度增大 D．弹簧的长度减小
【例3】（2021浙江专题）如图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．该电流表是利用电生磁的原理工作的
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，其所受磁场力就越大
【例4】（2022浙江二模）如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明进行了如下操作：先对调电源的正负极，再对调磁铁的南北极，则该操作中水银的流动情况是（ ）
A．一直顺时针流动 B．一直逆时针流动
C．先逆时针流动，再顺时针流动 D．先顺时针流动，再逆时针流动
（二）考点：直流电动机
【例1】（2022舟山期中）小王在实验室研究电动机模型，他发现一台直流电动机模型通电后不转动，用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了的现象，其原因是（　　）
A．启动时线圈在平衡位置 B．换向器与电刷未接触
C．电刷与换向器摩擦太大 D．电源正负极接反了
【例2】（2022温州期中）如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是（　　）
A． 电炉 B． 电风扇
C． 电饭煲 D． 电铃
【例3】（2022浙江期末）如图，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型，连接干电池后（ ）
A．线圈持续来回摆动
B．线圈沿固定方向持续转动
C．AB边中电流方向交替变化
D．CD边始终受到磁场力作用，且是动力
四、学力训练
A组 夯实基础
1.（2020绍兴一模）下列对实验现象的分析，不正确的是（　　）
A．在冷、热水中各滴一滴墨水，发现热水变色快，说明分子运动快慢与温度有关
B．将塑料细丝一端握紧，用干燥的手从上向下将几下，细丝张开，说明同种电荷相互排斥
C．两铅块挤压后，不易分开，说明分子间存在引力
D．将磁体靠近通电的灯泡，灯丝抖动，说明磁产生了电
2.（2023浙江期中）小金用如图所示的实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向左运动．要使AB水平向右运动，下列措施中可行的是（　　）
A．将A，B两端对调 B．换用磁性更强的蹄形磁体
C．将蹄形磁体的N、S极对调 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动
3.（2023浙江期中）如图是研究“磁场对通电导体作用”的部分实验装置，如果要实验正常进行，还需在a、b之间接入 。根据该原理可制成 。将图中蹄形磁体的南北极互换位置，闭合开关后金属棒的运动方向将 。
4.（2021浙江专题）1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡（灯丝由竹丝炭化后制成），要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，采用的办法有 。
5.（2021浙江专题）图甲是直流电动机模型，图乙是自制简易电动机模型。下面是图乙中简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（一端全部刮去，一端刮去半周）。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 。
（2）如图丙，当接a，接c时，电动机顺时针方向转动
①当接b，接c时，电动机 。
②当接b，接d时，电动机 。
（以上两空均选填“不会转动”“顺时针方向转动”“逆时针方向转动”）
B组 强化提高
1.（2021浙江专题）如图所示，通电导线a、b固定不动，左磁体对a的作用力为，右磁体对b的作用力为，下列说法正确的是（　　）
A．、方向相反
B．、方向相同
C．、方向相反
D．、方向相同
2.（2023浙江期中）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
C．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
3.（2023浙江期中）在装配直流电动机模型时，通电后直流电动机模型不转。电动机不转的原因分析错误的是（　　）
A．转轴与支架之间摩擦太大 B．磁体磁性太强
C．电刷与换向器接触不良 D．电源电压太低了
4.（2023杭州期中）如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是(　　)
A．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正好转到平衡位置
B．图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动
C．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流
D．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流
5.（2023杭州期中）如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现（　　）
A．线圈仅作平动，不转动
B．线圈仅作转动，不平动
C．从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁
D．从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁
6.（2022浙江期末）科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。
（1）由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时，导线相互 ；当通入电流方向相反时，导线相互 。
（2）判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面 。（填“向里”或“向外”）
（3）上述现象的原因是：通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有 的作用。当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力方向随之改变。
（4）由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。
7.（2022浙江期末）某科学小组同学用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，线圈不转，可能的原因是 ，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动；若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
8.（2020浙江一模）如图甲是某品牌的单轮平衡车，它是依靠电力驱动及人体平衡能力控制的代步工具。骑行时，蓄电池给平衡车上的电动机提供动力。为了确保安全，该单轮平衡车的电路部分安装2个开关——电源开关 S1 和压力开关 S2，当手动闭合 S1 时，指示灯亮起；然后骑行者再站立于平衡车踏板上时S2 自动闭合，电动机才能正常启动，平衡车才开始运动。未闭合S1 或骑行者未站立于踏板上，电动机都无法启动。
（1）请根据上述要求将图乙电路图连接完整。
（2）电动机的工作原理是 。
9.（2020杭州期末）电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如图是直流电动机原理图，其中F是 ，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因： 。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做 请你写出一种方法： 。
10.（2021浙江专题）将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬钢线折成导线框搭在干电池的正极和磁铁上（如图），导线框就会以干电池为轴转动起来。
（1）图中4条弧线为磁感线，请在答题纸上标出它们的方向 。
（2）导线框能转动起来的原理是 。
（3）如果将磁铁的、极对调，导线框的转动方向与原来相比将 （填“不变”或“反向”）。
C组 瞄准中考
1．（2022嘉兴期末）下列关于电磁的四幅图说法错误的是（　　）
A．甲图的实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的温度报警器，若将温度计上端的金属丝向下调整，报警温度降低
C．丙图是电动机的主要结构示意图
D．丁图中麦克风的原理和发电机相同
2．（2022浙江期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
B．电动机工作过程是将机械能转化为电能
C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D．只改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
3.（2023舟山中考）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。

（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 ，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 而保持原来的运动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板；
4.（2022宁波期末）如图甲是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）闭合开关，电动机按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，应先断开开关，再 （写出一种方法），最后闭合开关。
（2）经过正确操作后，电动机按逆时针转动，此时将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 （选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
（3）图乙是电源右侧接线柱与导线连接时导线的两种绕法，在顺时针旋紧旋钮时容易造成接触不良的导线绕法是 （选填“a”或“b”）。
5.（2023浙江期中）小金在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下：
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
②给导体两端加电压，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1；
③给导体两端加电压，且>，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2；
④______，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关；
（1）将实验步骤④补充完整； ；
（2）小金探究的科学问题是 ；
（3）小李也利用该装置探究与小金相同的问题，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小金的相反，比较小金和小李的做法你认为 （填字母）；
A．都可以 B．小金更好 C．小李更好
（4）小金想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验，这样操作 （填“可行”或“不可行”），理由是 。
参考答案
三、典型例题
（一）考点：磁场对通电导体的作用
【例1】（2022杭州期末）探究通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关时，小明同学做了如图所示的实验，图中AB表示闭合电路中的直导线，导线上的箭头方向表示电流方向，F表示导线受力方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。以下是小明通过实验得出的判断：
①（a）（b）实验表明，通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关；
②（a）（c）实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关；
③（b）（c）实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关。
则上述判断中（　　）
A．只有①正确 B．只有②正确 C．①②正确 D．①③正确
【答案】C
【详解】①（a）（b）两次实验中，磁场方向相同，电流方向改变，导体在磁场中受力的方向也改变，说明二者有关，是正确的；
②图（a）（c）中，电流方向相同，磁场方向改变，导体在磁场中受力的方向也改变，说明二者有关，是正确的；
③图（b）（c）中，磁场方向与电流方向均不相同，而导体受力方向不变，不能说明导体在磁场中受力方向与电流方向或磁场方向的关系，是错误的；
综上所述，①②正确，故C符合题意。
故选C。
【例2】（2021浙江专题）如图所示，在磁场中，一通电导线AB被弹簧悬挂着，在水平位置上处于静止状态，当开关断开后，则（ ）
A．导线AB受力情况不变 B．弹簧转过一个角度
C．弹簧的长度增大 D．弹簧的长度减小
【答案】A
【详解】磁感线由N极指向S极，磁场与电流在同一水平面内，导线不受磁场力作用，在竖直方向上，弹簧的弹力与导线的重力是一对平衡力，断开开关后，在竖直方向上导线受到的重力与弹簧的拉力不变，弹簧长度不变，弹簧不会受到扭力作用而转过一个角，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【例3】（2021浙江专题）如图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．该电流表是利用电生磁的原理工作的
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，其所受磁场力就越大
【答案】D
【详解】通过电流表的内部构造显示电流表的原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A．电流表的原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故A错误；
B．线圈中有电流通过时，电能转化为机械能，故B错误；
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故C错误；
D．线圈受到的磁场力与线圈里的电流大小和磁场的强弱有关，在磁场一定的情况下，电流越大，线圈受到的力越大，故D正确。
故选D。
【例4】（2022浙江二模）如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明进行了如下操作：先对调电源的正负极，再对调磁铁的南北极，则该操作中水银的流动情况是（ ）
A．一直顺时针流动 B．一直逆时针流动
C．先逆时针流动，再顺时针流动 D．先顺时针流动，再逆时针流动
【答案】D
【详解】水银是导体，水银的内外侧用导线接入电路通过电流后，会在磁场中受力而运动起来。通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，对调电源的正负极后，电流方向发生改变，因此水银受力方向改变，水银沿顺时针方向流动；再对调磁铁的南北极，磁场方向改变，则水银受力方向再一次改变，此时水银沿逆时针方向流动，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（二）考点：直流电动机
【例1】（2022舟山期中）小王在实验室研究电动机模型，他发现一台直流电动机模型通电后不转动，用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了的现象，其原因是（　　）
A．启动时线圈在平衡位置 B．换向器与电刷未接触
C．电刷与换向器摩擦太大 D．电源正负极接反了
【答案】A
【详解】A．启动时，线圈刚好处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用，但只要轻轻拨动一下，电路中就会有电流，即线圈就会转动，故A符合题意；
B．若此时换向器没有和电刷接触好，即该电路是断路，电路中没有电流，即电动机不可能工作，故即使拨动线圈也不会转动，故B不符合题意；
C．若电刷与换向器摩擦太大，即使拨动线圈，线圈也不会转动，故C不符合题意；
D．若电源正负极接反了，电动机会反转，故通电后不会不转动，故D不符合题意。
故选A。
【例2】（2022温州期中）如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是（　　）
A． 电炉 B． 电风扇
C． 电饭煲 D． 电铃
【答案】B
【详解】电风扇是利用电动机带动扇叶转动的，将电能转化为机械能；电炉、电饭煲均为利用电流的热效应；电铃是利用电流的磁效应，故B正确，ACD错误。
故选B。
【例3】（2022浙江期末）如图，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型，连接干电池后（ ）
A．线圈持续来回摆动
B．线圈沿固定方向持续转动
C．AB边中电流方向交替变化
D．CD边始终受到磁场力作用，且是动力
【答案】B
【详解】该线圈之所以能转动，是根据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的反向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为了让线圈持续的转动下去，即通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去。
AB．线圈沿固定方向持续转动，故A项不符合题意；B项符合题意；
C．据上面的分析可知，AB边中电流方向是不变的，故C项不符合题意；
D．据上面的分析可知，CD边只有半圈受到磁场力作用，故D项不符合题意；
四、学力训练
A组 夯实基础
1.（2020绍兴一模）下列对实验现象的分析，不正确的是（　　）
A．在冷、热水中各滴一滴墨水，发现热水变色快，说明分子运动快慢与温度有关
B．将塑料细丝一端握紧，用干燥的手从上向下将几下，细丝张开，说明同种电荷相互排斥
C．两铅块挤压后，不易分开，说明分子间存在引力
D．将磁体靠近通电的灯泡，灯丝抖动，说明磁产生了电
【答案】D
【详解】A．在热水、冷水中各加入一滴墨水，发现热水变色快，说明分子热运动与温度有关，温度越高，分子运动越快；故A正确，不符合题意；
B．将塑料细丝一端握紧，用手从上向下捋几下，通过摩擦使细丝带上同种电荷，细丝张开，说明同种电荷相互排斥，故B正确，不符合题意；
C．分子间存在相互作用的引力和斥力，两铅块挤压后，不易分开，说明分子间存在引力，故C正确，不符合题意；
D．通电的灯丝属于通电导体，将磁体靠近通电的灯泡，通电导体在磁场中受到力的作用，所以灯丝抖动，故D错误，符合题意。
故选D。
2.（2023浙江期中）小金用如图所示的实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向左运动．要使AB水平向右运动，下列措施中可行的是（　　）
A．将A，B两端对调 B．换用磁性更强的蹄形磁体
C．将蹄形磁体的N、S极对调 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动
【答案】C
【详解】通电直导线在磁场中受力的方向与周围磁场的方向、导线中电流的方向有关，若要改变磁场中的受力方向，要么只改变磁场的方向，要么只改变直导线中电流的方向，将A，B两端对调或将滑动变阻器的滑片P向右移动，均不能改变电流的方向，换用磁性更强的蹄形磁体，增大了磁场强度，但磁场方向不变；将蹄形磁体的N、S极对调，改变了磁场方向。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3.（2023浙江期中）如图是研究“磁场对通电导体作用”的部分实验装置，如果要实验正常进行，还需在a、b之间接入 。根据该原理可制成 。将图中蹄形磁体的南北极互换位置，闭合开关后金属棒的运动方向将 。
【答案】 电源 电动机 改变
【详解】[1]探究磁场对通电导体作用，电路中需要有电源，所以在a、b之间接入电源。
[2]导体通过电流时，会发生运动，说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的。
[3]将图中蹄形磁体的南北极互换位置，改变磁场方向，闭合开关后金属棒的运动方向将改变。
4.（2021浙江专题）1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡（灯丝由竹丝炭化后制成），要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，采用的办法有 。
【答案】改变电流方向或磁场方向
【详解】由于通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以要想从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，即只需改变电流的方向或磁场的方向即可。
5.（2021浙江专题）图甲是直流电动机模型，图乙是自制简易电动机模型。下面是图乙中简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（一端全部刮去，一端刮去半周）。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 。
（2）如图丙，当接a，接c时，电动机顺时针方向转动
①当接b，接c时，电动机 。
②当接b，接d时，电动机 。
（以上两空均选填“不会转动”“顺时针方向转动”“逆时针方向转动”）
【答案】 使线圈在磁场中受力持续转动 不会转动 逆时针方向转动
【详解】（1）[1]在线圈引出线的两端进行刮漆处理，是为了改变线圈中的电流方向，使线圈在磁场中受力持续转动。
（2）①[2]当S1接b，S2接c时，电流没经过电动机直接从电源的正极回到负极，故电动机不会转动。
②[3]当S1接b，S2接d时，电流方向改变，与S1接a，S2接c时相反，故电动机逆时针方向转动。
B组 强化提高
1.（2021浙江专题）如图所示，通电导线a、b固定不动，左磁体对a的作用力为，右磁体对b的作用力为，下列说法正确的是（　　）
A．、方向相反
B．、方向相同
C．、方向相反
D．、方向相同
【答案】A
【详解】AB．通电导线a、b固定不动，左磁体和右磁体磁场方向相同，电流方向相反，受力方向相反，故A符合题意，B不符合题意；
C．通电导线a、b固定不动，左磁体和右磁体磁场方向相反，电流方向相反，受力方向相同，故C不符合题意；
D．通电导线a、b固定不动，左磁体和右磁体磁场方向相同，电流方向相反，受力方向相反，故D不符合题意。
故选A。
2.（2023浙江期中）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
C．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
【答案】C
【详解】A．电动机通电后不转原因：电流太小、磁场磁性太弱、断路、线圈处于平衡位置，故A错误；
B．换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去，故B错误；
C．线圈转动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中的一者，线圈转动方向改变，同时改变两者线圈转动方向不变。改变磁场方向可以改变线圈转动方向，故C正确；
D．对调磁极只会将线圈受力反向，不会改变线圈受力的大小，线圈转动的速度将不变，故D错误。
故选C。
3.（2023浙江期中）在装配直流电动机模型时，通电后直流电动机模型不转。电动机不转的原因分析错误的是（　　）
A．转轴与支架之间摩擦太大 B．磁体磁性太强
C．电刷与换向器接触不良 D．电源电压太低了
【答案】B
【详解】AC．轴与轴之间的摩擦太大、电刷和换向器的接触不良都会导致电动机模型通电后不能转动，故AC正确，不符合题意；
B．磁体磁性太强，线圈在磁场中受力更大，直流电动机更易转动，故B错误，符合题意；
D．电源电压太低了时，线圈受力太小，直流电动机无法转动，故D正确，不符合题意。
故选B。
4.（2023杭州期中）如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是(　　)
A．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正好转到平衡位置
B．图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动
C．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流
D．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流
【答案】B
【解析】A.图中绘出的是直流电动机的示意图，此时左边线圈受力向上，右边线圈受力向下，则线圈顺时针转动，不处于平衡状态，故A错误；
B.图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动，故B正确；
CD.图中电动机的电源为直流电源，因此为直流电动机，故C、D错误。
5.（2023杭州期中）如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现（　　）
A．线圈仅作平动，不转动
B．线圈仅作转动，不平动
C．从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁
D．从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁
【答案】C
【解析】先根据右手定则判断出线圈产生的磁场，然后再根据磁极间的相互作用分析线圈的转动情况。
右手握住线圈，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向纸面内部，则纸面内部为线圈的N极，纸面外部为线圈的S极。因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁，故C正确，而A、B、D错误。
6.（2022浙江期末）科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。
（1）由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时，导线相互 ；当通入电流方向相反时，导线相互 。
（2）判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面 。（填“向里”或“向外”）
（3）上述现象的原因是：通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有 的作用。当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力方向随之改变。
（4）由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。
【答案】 吸引 排斥 向里 力
【详解】(1)[1]由图甲知道，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；
[2]由图乙知道，当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；
(2)[3]用右手握导线，大拇指指向电流方向（向上），则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向：a的左侧垂直于纸面向外，b处（即a的右侧）垂直于纸面向里；
(3)[4]上述实验现象说明通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用；
。
7.（2022浙江期末）某科学小组同学用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，线圈不转，可能的原因是 ，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动；若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】 N 线圈处于平衡位置 相同
【详解】[1]根据右手螺旋定则依据电流的方向和螺线管的绕线，让四指沿着电流方向握住螺线管，拇指指向为N极，故由此可判断螺线管的上端为N极。
[2]闭合开关，线圈不转，可能的原因是此时线圈处于平衡位置。
[3]若只将电源的正负极互换，此时螺线管周围的磁场方向会发生变化，导体在磁场中受到的力的方向与电流方向和磁场方向都有关，电源正负极发生变化后，磁场方向发生变化的同时，通过线圈的电流方向也发生变化，故线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
8.（2020浙江一模）如图甲是某品牌的单轮平衡车，它是依靠电力驱动及人体平衡能力控制的代步工具。骑行时，蓄电池给平衡车上的电动机提供动力。为了确保安全，该单轮平衡车的电路部分安装2个开关——电源开关 S1 和压力开关 S2，当手动闭合 S1 时，指示灯亮起；然后骑行者再站立于平衡车踏板上时S2 自动闭合，电动机才能正常启动，平衡车才开始运动。未闭合S1 或骑行者未站立于踏板上，电动机都无法启动。
（1）请根据上述要求将图乙电路图连接完整。
（2）电动机的工作原理是 。
【答案】 用电产生磁，利用磁的相互作用转动
9.（2020杭州期末）电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如图是直流电动机原理图，其中F是 ，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因： 。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做 请你写出一种方法： 。
【答案】 换向器 启动时线圈在平衡位置 可以增强磁场或增大电流
【详解】(1)[1]由图知道，该图是直流电动机原理图，其中F是换向器，它能使线圈转过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
(2)[2]根据题意知道，此时线圈处在平衡位置时，线圈受平衡力作用，大小相等，方向相反，相互抵消，而不能转动。
[3]通电导体在磁场中受力大小与电流大小、磁场强弱有关；所以，要让电动机的转动速度加大，可以增强磁场或增大电流。
10.（2021浙江专题）将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬钢线折成导线框搭在干电池的正极和磁铁上（如图），导线框就会以干电池为轴转动起来。
（1）图中4条弧线为磁感线，请在答题纸上标出它们的方向 。
（2）导线框能转动起来的原理是 。
（3）如果将磁铁的、极对调，导线框的转动方向与原来相比将 （填“不变”或“反向”）。
【答案】 见解析 反向
【详解】（1）[1]在磁体外部的磁感线，都是从北极出发回到南极，如图所示：
（2）[2]导线框能转动起来是因为通电导体在磁场中受到力的作用。
（3）[3]通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关，其中一个因素变化，导体受力方向改变，若两个因素同时改变，受力方向不变，故如果将磁铁的N、S极对调，线圈的受力方向改变，导线框将反转。
C组 瞄准中考
1．（2022嘉兴期末）下列关于电磁的四幅图说法错误的是（　　）
A．甲图的实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的温度报警器，若将温度计上端的金属丝向下调整，报警温度降低
C．丙图是电动机的主要结构示意图
D．丁图中麦克风的原理和发电机相同
【答案】A
【详解】A．甲图的奥斯特实验说明通电导体周围产生了磁场，即电流的磁效应，故A错误，符合题意；
B．乙图的温度报警器，当液面升高至金属丝的位置时，控制电路接通，电磁铁有磁性，开始报警，所以若将温度计上端的金属丝向下调整，报警温度降低，故B正确，不符合题意；
C．丙图演示的是通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的主要结构示意图，故C正确，不符合题意；
D．丁图中麦克风的原理是声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，线圈做切割永磁体的磁感线运动，会产生电流，这是电磁感应现象，与发电机的原理相同，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．（2022浙江期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
B．电动机工作过程是将机械能转化为电能
C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D．只改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
【答案】D
【详解】A．线圈连续转动是靠换向器来实现的。故A错误；
B．电动机在工作时将电能转化为机械能。故B错误；
C．将磁体对调，只能改变线圈的转动方向，改变不了线圈转动的速度。故C错误；
D．只改变磁场方向时，改变了线圈左右两边的受力方向，能够改变线圈的转动方向。故D正确。
故选D。
3.（2023舟山中考）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。

（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 ，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 而保持原来的运动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板；
【答案】 力的作用 惯性
【详解】（1）[1]通电导体在磁场中受到力的作用，航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生力的作用，从而使弹射车牵引飞机快速运动。
[2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有惯性而保持原来的运动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
4.（2022宁波期末）如图甲是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）闭合开关，电动机按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，应先断开开关，再 （写出一种方法），最后闭合开关。
（2）经过正确操作后，电动机按逆时针转动，此时将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 （选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
（3）图乙是电源右侧接线柱与导线连接时导线的两种绕法，在顺时针旋紧旋钮时容易造成接触不良的导线绕法是 （选填“a”或“b”）。
【答案】 对调电源的正负极 变快 b
【详解】（1）[1]线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向即对调电源的正负极或改变磁场方向，即对调磁极。
（2）[2]电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器连入电路的电阻变小，通过电路的电流变大，电动机转动变快。
（3）[3]导线和接线柱之间连接时，导线环绕方向要和接线柱的拧紧方向是一致的，并且导线要在接线柱上绕半圈，这样接触会更好，而b易造成接触不良。
5.（2023浙江期中）小金在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下：
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
②给导体两端加电压，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1；
③给导体两端加电压，且>，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2；
④______，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关；
（1）将实验步骤④补充完整； ；
（2）小金探究的科学问题是 ；
（3）小李也利用该装置探究与小金相同的问题，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小金的相反，比较小金和小李的做法你认为 （填字母）；
A．都可以 B．小金更好 C．小李更好
（4）小金想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验，这样操作 （填“可行”或“不可行”），理由是 。
【答案】 比较α1、α2的大小 见解析 B 不可行 见解析
【详解】（1）[1]由题意可知，当电路中电压越大时，导体中电流越大，通过比较悬线偏转的角度大小可以知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关。
（2）[2]由实验步骤可知，当电路中电压越大时，导体中的电流越大，悬线偏转的角度大小越大，探究当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流强度是否有关。
（3）[3]在实验中，为了准确反映导体棒受力情况与电流大小的关系，应使电流方向一致，且为了好观察和比较，最好使导体棒向蹄形磁体的外部偏转，故小金的方法更好一些，故选B。
（4）[4][5]在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻也会随之改变，电路中的电流会发生变化，这样不符合控制变量法的要求，因此，这样改变自变量的方法是不可行的。
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