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第4节 电动机
考点一、磁场对通电导体的作用
（一）磁场对通电直导线的作用
实验探究:如图所示，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。
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，导线的受力方向不变。③受力大小与电流大小和磁场强弱有关:电流越大，磁场越强，受力越大。
（二）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
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，最后要返回平衡位置。
③使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动，说明线圈在这个位置所受的作用力是阻碍它沿顺时针方向转动的。
(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。
典例1：小金利用磁铁、线圈、电源和导线等器材制作简易的电动机模型并进行相关的研究。
（1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。(甲)图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈刚转到平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而能继续转下去。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同（2）换向器
【解析】（1）根据电动机工作原理解答。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。（2）在直流电动机中，换向器为两个铜半环，用于改变线圈中的电流方向，从而保证线圈能够持续转动下去，据此分析解答。
【解答】（1）电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用。(甲)图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是电流方向不同。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈刚转到平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而能继续转下去。
变式1：（2023八下·宁波期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．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
【解析】根据对直流电动机的结构、工作过程的认识判断。
【解答】A.电动机通电后不转，可能是电路断路，也可能是线圈阻力太大，或者线圈处于平衡位置，故A错误；
B.线圈连续转动是靠换向器改变线圈里电流方向来实现的，故B错误；
C.改变磁场方向或改变电流方向，都可以改变线圈转动的方向，故C正确；
D.将磁体的磁极对调一下，只能改变磁场的方向，从而改变线圈转动方向，而不能改变线圈的转速，故D错误。
变式2：（2023八下·武义期末）电动机在现代生产、生活中有广泛的应用
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于 中，线圈的ab、cd边受到磁力的作用，使线圈转动起来；
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。
【答案】（1）磁场（2）电流的方向
【解析】通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受到的磁场力的方向与电流方向和磁场方向有关。同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向不变。
【解答】(1)将通电线圈在磁场中会受到磁力的作用，所以将通电线圈置于磁场中， ab、cd的受力方向相反使得线圈转动起来；
(2)通电导体在磁场中受到的磁场力的方向与电流方向和磁场方向有关。所以改变线圈中的电流方向或者改变此磁场方向都可以改变受力的方向，所以只要按下倒车开关就能改变线圈中电流的方向，从而改变磁场力的方向，来实现倒车。
变式3：小明在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
①在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，若左转轴下侧的绝缘漆都刮掉，可将右转轴 （选填“上侧”或“下侧”）绝缘漆都刮掉。
②图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】下侧；换向器；刚转过
【解析】（1）当线圈里有电流经过时，线圈会受力转动；当线圈转过180°后，如果电流方向不变，那么线圈的受力方向会与运动方向相反，从而不能持续转动。如果将转轴相同一侧的半圈绝缘皮去掉，那么当线圈转过180°后没有电流，自然就不受力，依靠惯性回到原来位置，这时就有电流，再次受到磁力，从而完成持续转动。
（2）如果在电路中加入换向器，那么每隔半圈就改变一次电流方向，从而使线圈受到的力始终朝向一个方向，那么线圈就能连续转动起来。
【解答】①在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，若左转轴下侧的绝缘漆都刮掉，可将右转轴下侧绝缘漆都刮掉。
②图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
考点二、直流电动机
（一）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。
（二）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。
（三）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。
（四）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有关:电流越大，磁场越强，转速越快。
（五）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开关处接触不良或开关没闭合；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)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。
典例1：（2023八下·吴兴期末）吴老师在上电动机这节课的时候给同学们介绍了一种简易电动机制作方法：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，以线圈两端的漆包线拉直作为线圈转动轴，用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮；将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方。
（1）上述中一端只刮去上半周漆皮，这是为了使这一端相当于直流电动机的哪个结构？ 。 （2）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 ，这时可进行的有效尝试是 。
【答案】（1）换向器
（2）磁场太弱(或电流太小或处在平衡位置)；换用较强的磁场(或增加电池节数或用手拨动一下位置)
【解析】（1）在直流电动机中，需要换向器改变通过线圈电流方向，从而保证线圈能够持续的旋转；
（2）力是改变物体运动状态的原因，线圈抖了一下而没有转动起来，应该是线圈受到的电磁力偏小所致，根据影响通电导体受到力的大小的影响因素分析解决方案。
【解答】（1）上述中一端只刮去上半周漆皮，这是为了使这一端相当于直流电动机的换向器。
（2）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是磁场太弱(或电流太小或处在平衡位置)，这时可进行的有效尝试是：换用较强的磁场(或增加电池节数或用手拨动一下位置)。
变式1：小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后(有电流通过灯丝，灯就发光)，他们看到的现象分别是( )
A．小明看到线圈连续转动，灯时亮时灭
B．小华看到线圈连续转动，灯连续发光
C．小华看到线圈左右摆动，灯时亮时灭
D．小明看到线圈左右摆动，灯连续发光
【答案】D
【解析】该线圈之所以能转动，是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，若不改变电流的方向，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，据此分析判断。
【解答】小华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为转动，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，灯时亮时灭，故B、C错误；
小明把两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，但电路中有持续的电流，灯泡会持续发光，故A错误，D正确。
变式2：（2022八下·杭州月考）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。
（1）直流电动机的工作原理是 。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 （填名称）来实现的。
（2）实验中要研究电动机转动方向和转动速度的影响因素，请你在下列方框中画出电路图。
（3）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 （填字母）。
A．同时改变电流方向和磁场方向
B．只改变电流方向或只改变磁场方向
C．使电动机线圈中的电流增大
D．使磁场增强
（4）你在安装电动机模型的时候，如果遇到电动机转子不转，请你分析可能的原因及解决的办法（写出两种）。
原因
1： ；解决办法： 。
原因
2： ；解决办法： 。
【答案】（1）通电线圈能在磁场中转动；换向器
（2）
（3）B
（4）电路中的电源电力不足；更换电池，增加电源电压；转子处在平衡位置；用手拨动转子
【解析】（1）根据直流电动机的工作原理解答。根据直流电动机的结构和工作过程解答。
（2）通电导体在磁场中的受力分析与磁场方向和电流方向有关；通电导体在磁场中受力的大小与磁场强弱和电流大小有关，据此设计电路。
（3）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素判断；
（4）电动机的转子不转，可能是受到的电磁力太小，也可能是线圈处于平衡位置，据此分析解答。【解答】（1）直流电动机的工作原理是通电线圈能在磁场中转动。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠换向器来实现的。
（2）电动机的转速大小与电流大小有关，因此要改变转速，就要改变电流，即将一个变阻器与电动机串联即可，如下图所示：
（3）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，故选B。
（4）电动机的转子不转，可能原因为：
原因 1：电路中的电源电力不足；解决办法：更换电池，增加电源电压。
原因 2：转子处在平衡位置；解决办法：用手拨动转子。
变式3：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（如图所示），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，小明可采用的措施是： 、 。（写出两点）
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是： 、 。
（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（电动机用符号 表示） 。
【答案】（1）改变电流方向；改变磁极方向
（2）处于平衡位置；电流太小
（3）滑动变阻器；
【解析】电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈产生旋转磁场，并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。
【解答】（1）线圈能够转动是因为通电导线在磁场中受到力的作用，所以线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关；故答案为：改变电流方向；改变磁场方向；
（2）线圈不动，可能是受力太小，而电动机的受力的大小与电流有关，所以可能是电流太小；或者有可能达到平衡位置；故答案为：处于平衡位置；电流太小；
（3）调节电动机转速需要改变通过线圈的电流大小，可以通过改变电阻来实现；故答案为：滑动变阻器；；
1．（2023八下·宁波期末）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
【解析】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。
【解答】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正确，ABC错误。
2．（2023八下·嘉兴期末）在装配“直流电动机模型”时，接上电源后，发现电动机不转动。下列有关分析错误的是（ ）
A．轴与轴之间摩擦过大 B．电池正负极接反了
C．线圈静止在平衡位置 D．电刷没有接触换向器
【答案】B
【解析】电动机不转动，可能是受到的电磁力太小，也可能是受到的摩擦太大，或者在平衡位置受到的电磁力相互抵消，据此分析判断。
【解答】A.轴与轴之间摩擦过大，当摩擦力大于电磁力时，电动机不会启动，故A不合题意；
B.电池正负极接反了，那么通过电动机的电流方向会变化，只会改变电动机的转动方向，不会影响是否转动，故B符合题意；
C.线圈静止在平衡位置时，线圈两侧受到电磁力相互抵消，此时电动机不会转动，故C不合题意；
D.电刷没有接触换向器，那么电动机会转动一会，然后才会逐渐停止下来，故D不合题意。故选B。
3．（2023八下·龙湾期中）我国航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列实验原理一致的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】根据“当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞”可知，电磁弹射器的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；
B.闭合开关后，通过电流的导体棒在磁场中受力运动，故B符合题意；
C.闭合开关后，通过两个电磁铁的电流相同，线圈匝数多的吸引大头针的数量更多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故C不合题意；
D.闭合开关后，当导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，这是电磁感应现象，故D不合题意。
4．（2023八下·杭州月考）如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈固定，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（ ）
A．开始逆时针旋转 B．开始顺时针旋转
C．保持静止 D．以上三种情况都有可能
【答案】A
【解析】通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，根据运动和静止的相对性分析磁体的转动方向。【解答】线圈通电后，受磁场力作用，线圈开始顺时针旋转；如果线圈是固定的，根据静止和运动的相对性可知，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故A正确，B、C、D错误。
5．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
【解析】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。
6．如图所示，通电导体a、b固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法中正确的是（ )
A．Fa、Fb方向相反 B．Fa、Fb方向相同 C．Fa、Fb方向相反 D．Fa、Fb方向相同
【答案】A
【解析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断。
【解答】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。
A.a、b所在磁场方向相同，a中电流方向向外，b中电流方向向内，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相反，故A正确；
B.a、b所在磁场方向相同，a中电流方向向内，b中电流方向向外，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相反，故B错误；
C.a、b所在磁场方向相反，a中电流方向向外，b中电流方向向内，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相同，故C错误；
D.a、b所在磁场方向相同，a中电流方向向内，b中电流方向向外，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相反，故D错误。
7．（2023八下·金东期末）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，利用这一原理可以制成 机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向 运动。
【答案】电动；右
【解析】通电导体在磁场中受到力的作用，电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的；通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】电动机的工作原理是：磁场对通电导体有力的作用；对调电源正、负两极，磁场方向不变，再次闭合开关时，铝棒中的电流方向与原来相反，则铝棒受力的方向也与原来相反，所以此时铝棒会向右运动。
8．（2023八下·柯桥期末）如图所示PQ是轻质金属棒，用两根细导线吊着悬在蹄形磁铁中间，当开关S打到位置1时，可探究电动机的工作原理，当开关S打到位置2时，可探究发电机的工作原理。请任选一个开关位置说说你的判断依据 。
【答案】开关S打到1位置时，PQ 通电，通电导体在磁场中受力运动，既电动机的工作原理，开关S打到2位置时，移动PQ，切割磁感线，电路中产生感应电流，既发电机的工作原理
【解析】闭合电路的部分导体切割磁感线时，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，根据电磁感应现象制成了发电机；通电导线在磁场中受到磁场力的作用而运动，根据这一原理制成了电动机。
【解答】开关S打到1位置时，PQ 通电，通电导体在磁场中受力运动，既电动机的工作原理，开关S打到2位置时，移动PQ，切割磁感线，电路中产生感应电流，既发电机的工作原理
9．（2021八下·嘉兴月考）如图所示是电流表的内部结构原理图，请用学过的知识回答下列问题：
（1）当线圈中通过电流时，指针发生偏转，其原理是 。
（2）该电流表有两个量程，若要使用大量程， 应把导线分别接在 (选填“A” 或“B”)接线柱和“－”接线柱上。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受到力的作用（2）B
【解析】（1）根据通电导体在磁场中的受力运动分析解答。
（2）根据公式做出判断。
【解答】（1）当电表中有电流通过时，指针会发生偏转，其工作原理是通电线圈在磁场中由于受到磁场力而会发生转动，它实际上与电动机的工作原理相同；
（2） 根据图片可知，当接电流表的小量程时，只有电流经过电流表的线圈，此时电流较小。当使用大量程时，线圈和定值电阻并联，根据并联电路的电流规律I总=I1+I2可知，此时通过通过电流表的电流会变大，那么应该将B接线柱与“-”相接。
10．（2023八下·洞头期中）将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上，如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了，这个现象的原理是 。下列对实验现象的判断，正确的有 。(填序号)
①换用磁性更强的磁体，线圈转得更快
②干电池用久了后，线圈转速将变慢
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，转速更快
④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢
【答案】通电线圈在磁场中受力转动；①②
【解析】通电导线 （线圈）在磁场中会收到力的作用，受力的大小与磁场强度和电流大小有关，当电流一定时，磁场强度越大，受到的力就越大；当磁场强度一定时，电流越大，受到的力也越大。
【解答】第1空、线圈能连续转动起来的原理是通电线圈在磁场中受力转动。
第2空、 ①换用磁性更强的磁体、线圈在磁场中会受到更大的力，线圈转得会更快，故①正确
②干电池用久了后， 电压会降低，线圈中的电流会减少，线圈在磁场中受到的力减弱，线圈转速变慢，②正确
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，同样长度和粗细的镍铬合金线的电阻比铜的电阻要大，通过的电流要小，因此转速会更慢，③错误
④线圈与正极间的摩擦是阻力，会阻碍线圈转动，所以会影响转速的快慢，④错误
11．（2023八下·义乌期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 。
（2）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 。
【答案】（1）改变电池的正负极（或改变磁场方向）（2）变慢
【解析】（1）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；
（2）通电导体在磁场中受力大小与磁场强弱和电流大小有关。
【解答】（1）若要使电动机逆时针转动，此时需要改变通入电流的方向，即改变电池的正负极，或者改变磁场方向。
（2）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，此时变阻器的阻值增大，而通过电动机的电流减小，电动机线圈受到的电磁力减小，则电动机的转速变慢。
12．（2023六上·虎丘月考）如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架，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，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源后且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）直流电动机的工作原理是 。
（2）将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半。这样做的目的是让线圈能 。
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是 。(写出一点即可)
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力而转动
（2）持续转动
（3）磁场太弱/线圈处于平衡位置
【解析】（1）根据电动机的工作原理解答。
（2）如果将线圈上的绝缘漆全部刮去，那么当线圈转过180°时，通过线圈的电流方向与原来相反，此时线圈的受力方向与运动方向相反，于是线圈在这个位置振动，最终静止下来。如果刮去半圈，那么到达这个位置时，电流被切断，可以依靠惯性回到起始位置，从而保证线圈持续转动。
（3）如果磁场太弱，那么线圈受到的磁力太小，不足以克服阻力而开始转动。如果线圈处于平衡位置，那么线圈两侧受到的力相互抵消，不能使线圈转动起来，据此分析解答。
【解答】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动。
（2）将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半。这样做的目的是让线圈能持续转动。
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后线圈不能连续转动，可能的原因是：磁场太弱或线圈处于平衡位置。
13．（2023八下·新昌期中）如图是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力方向向右。
（1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向 。
（2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向 。
（3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向 。
【答案】（1）左（2）左（3）右
【解析】（1）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（3）根据影响通电导体在磁场中的受力方向的影响因素分析解答。
【解答】（1）如果仅将磁极对调位置，那么磁场方向发生改变，则导线AB的受力方向与原来相反，即导线AB受力方向左。
（2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，那么导线AB受力方向与原来相反，即AB受力方向为向左。
（3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，那么导线AB的受力方向先调转再调转，最终与原来方向相同，即受力方向为向右。
14．如图所示为小玲和小辉制作的一种直流电动机模型，他们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，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。
（1）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时 （填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够 ；
（2）可以通过改变 （填一种方法）方向，改变线圈的转动方向；
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 ，这时可进行的有效尝试是 。
【答案】（1）切断线圈中的电流；利用惯性继续转动
（2）电流（或磁场）
（3）磁场太弱（或电流太小）；换用较强的磁场（或增加电池节数）。（后两空合理即可）
【解析】（1）当线圈到达平衡位置时，如果不改变电流方向，线圈受到磁力方向会原来相反，导致线圈在平衡位置摆动，直至静止下来，使线圈的旋转无法完成；只留一半漆皮，可使线圈只有半周受力，另外半周靠惯性完成连续转动；
（2）线圈的转动方向受到磁场方向和电流方向的影响；
（3）线圈抖动一下，说明线圈受到了磁力，但没有转动，说明受到的磁力太小，即磁场太弱或线圈电流太小，可从这两个方面寻找解决办法。
【解答】（1）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时切断线圈中的电流，目的是使线圈能够利用惯性继续转动；
（2）可以通过改变电流（或磁场）方向，改变线圈的转动方向；
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是磁场太弱，可以换用较强的磁场；也可能是线圈的电流太小，可以增加电磁的节数增大电压。
15．（2023八下·新昌期末）小科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，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。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U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1；
③给导体两端加电压U2，U2>U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2；
④比较α1、α2的大小，发现α2>α1，即可初步验证：其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力 (选填“越大”、“越小”或“不变”)。
⑴实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小，该实验方法属于 (选填“转换法”或“模型法”)。
⑵小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，a、b间能产生电流是利用了 的原理。手机的 (选填“话筒”或“听筒”)就是根据该原理制成的。
【答案】越大；转换法；电磁感应；话筒
【解析】④通电导体在磁场中偏转的角度大小与受到作用力的大小有关，即偏转角度越大，那么受到的作用力越大；
（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象。根据手机的工作过程分析解答。
【解答】④其他条件一定时，通电导体的电流越大，悬线与竖直方向偏转的角度越大，则通电导体受到磁场的作用力越大。
（1）实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小，该实验方法属于转换法；
（2）小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，说明产生了感应电流，即利用了电磁感应原理。
当我们对着手机说话时，声音引起手机的话筒里的线圈振动，从而切割磁感线，将振动转化为强弱不同的电流，因此话筒利用了电磁感应的原理。
16．（2023八下·浙江期中）为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架，分别与电源的两极相连，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，小明可采取的措施是（ ）
A．改变电流的方向 B．提高电源电压
C．增加线圈的匝数 D．同时改变磁场方向和电流方向
（2）开关闭合后，如果电动机不转动，原因不可能是（ )
A．磁体磁性太弱 B．线圈处于平衡位置
C．通过线圈的电流太大 D．电源电压太低
（3）对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机，是因为在线圈两边安装了 。
（4）小明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 。
【答案】（1）A
（2）C
（3）换向器
（4）滑动变阻器
【解析】（1）根据通电导体在磁场中的受力方向的影响因素判断；
（2）根据电动机的工作过程和结构判断；
（3）在电动机中，线圈连接在两个铜半环上，当线圈转动180°时会改变进入线圈的电流方向，从而使线圈受到的磁力方向推动线圈继续转动，这就是换向器。
（4）通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关，据此分析解答。
【解答】（1）要改变线圈的转动方向，可以改变线圈的受力方向，即改变电流方向或磁场方向，故选A。
（2）磁体磁性太弱，则线圈受到的磁力太小，则电动机可能不转，故A不合题意；
线圈处于平衡位置，此时线圈受到的磁力相互抵消，则电动机可能不转，故B不合题意；
通过线圈的电流太大，则线圈受到的磁力会太大，这会导致线圈转速增大，故C符合题意；
电源电压太低，则通过线圈的电流太小，线圈受到的磁力太小，可能导致线圈不转，故D不合题意。
故选C。
（3）对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机，是因为在线圈两边安装了换向器。
（4）要调节电动机的转速，就要改变通过电动机的电流，则还需要器材滑动变阻器。
17．（2023八下·杭州月考）小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。
（1）打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。电流表的这一工作原理与 的相同。(填"电动机”或“发电机”)
（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向与(1)中的偏转方向 (填“相同”或“不同”)，因此使用电流表时不能把接线柱接反。
（3）若在电流表“+“”-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做 。
【答案】（1）电动机
（2）不同
（3）电磁感应
【解析】（1）电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（3）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象。【解答】（1）打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。电流表的这一工作原理与电动机的相同。(填"电动机”或“发电机”)
（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，则电流方向相反，指针受力方向相反，那么指针偏转方向与(1)中的偏转方向不同，因此使用电流表时不能把接线柱接反。
（3）若在电流表“+“”-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应。
18．（2022八下·温岭期末）如图，是电学实验箱中的电动机。该电动机中有两个半环形磁体，为了研究磁极分布情况，提出了三种猜想并进行了相关实验，如表。
（1）请将猜想2内容补充完整：磁极呈 分布。
（2）根据实验，可判断猜想 (选填“1”、“2”或“3”)是正确的。．
（3）结合电动机结构和实验现象，推断两磁铁的南北极分布是否完全一样？并说明判断理由。
猜想 描述 猜想1：磁极呈上下分布 猜想2：磁极呈？分布 猜想3：磁极呈内外分布
图示
实验 操作和现象 固定上面磁铁，将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端，均被吸引 固定左边磁铁，将右边磁铁两侧分别靠近，均被吸引 固定左侧磁铁，将右侧磁铁靠近，两磁铁互相排斥
实验图示
【答案】（1）左右 （2）3
（3）不一样，根据验证猜想3实验中的现象，其中一个磁体的内侧和另一个磁体的外侧是同名磁极。(或“根据电动机结构，一对磁体的内侧为异名磁极。”)
【解析】（1）根据猜想2中的图片确定磁极的分布方向；
（2）根据磁极之间的相互作用规律分析；
（3）根据表格中描述的实验现象分析解答。
【解答】（1）根据猜想2中的图示可知，磁极呈左右方向分布；
（2）当两个物体的磁极靠近磁极时，应该表现为相互吸引和相互排斥。如果只表现为相互吸引，那么不能说明接触的就是磁极。根据表格数据可知，可判断猜想3正确。
（3） 结合电动机结构和实验现象可知，两磁铁的南北极分布不相同，理由是：根据验证猜想3实验中的现象，其中一个磁体的内侧和另一个磁体的外侧是同名磁极。(或“根据电动机结构，一对磁体的内侧为异名磁极。”)
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第4节 电动机
考点一、磁场对通电导体的作用
（一）磁场对通电直导线的作用
实验探究:如图所示，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。
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，导线的受力方向不变。③受力大小与电流大小和磁场强弱有关:电流越大，磁场越强，受力越大。
（二）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
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，最后要返回平衡位置。
③使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动，说明线圈在这个位置所受的作用力是阻碍它沿顺时针方向转动的。
(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。
典例1：小金利用磁铁、线圈、电源和导线等器材制作简易的电动机模型并进行相关的研究。
（1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。(甲)图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈刚转到平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而能继续转下去。
变式1：（2023八下·宁波期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．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
变式2：（2023八下·武义期末）电动机在现代生产、生活中有广泛的应用
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于 中，线圈的ab、cd边受到磁力的作用，使线圈转动起来；
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。
变式3：小明在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
①在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，若左转轴下侧的绝缘漆都刮掉，可将右转轴 （选填“上侧”或“下侧”）绝缘漆都刮掉。
②图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
考点二、直流电动机
（一）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。
（二）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。
（三）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。
（四）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有关:电流越大，磁场越强，转速越快。
（五）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开关处接触不良或开关没闭合；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)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。
典例1：（2023八下·吴兴期末）吴老师在上电动机这节课的时候给同学们介绍了一种简易电动机制作方法：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，以线圈两端的漆包线拉直作为线圈转动轴，用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮；将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方。
（1）上述中一端只刮去上半周漆皮，这是为了使这一端相当于直流电动机的哪个结构？ 。 （2）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 ，这时可进行的有效尝试是 。
变式1：小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后(有电流通过灯丝，灯就发光)，他们看到的现象分别是( )
A．小明看到线圈连续转动，灯时亮时灭
B．小华看到线圈连续转动，灯连续发光
C．小华看到线圈左右摆动，灯时亮时灭
D．小明看到线圈左右摆动，灯连续发光
变式2：（2022八下·杭州月考）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。
（1）直流电动机的工作原理是 。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 （填名称）来实现的。
（2）实验中要研究电动机转动方向和转动速度的影响因素，请你在下列方框中画出电路图。
（3）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 （填字母）。
A．同时改变电流方向和磁场方向
B．只改变电流方向或只改变磁场方向
C．使电动机线圈中的电流增大
D．使磁场增强
（4）你在安装电动机模型的时候，如果遇到电动机转子不转，请你分析可能的原因及解决的办法（写出两种）。
原因
1： ；解决办法： 。
原因
2： ；解决办法： 。
变式3：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（如图所示），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，小明可采用的措施是： 、 。（写出两点）
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是： 、 。
（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（电动机用符号 表示） 。
1．（2023八下·宁波期末）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
2．（2023八下·嘉兴期末）在装配“直流电动机模型”时，接上电源后，发现电动机不转动。下列有关分析错误的是（ ）
A．轴与轴之间摩擦过大 B．电池正负极接反了
C．线圈静止在平衡位置 D．电刷没有接触换向器
3．（2023八下·龙湾期中）我国航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列实验原理一致的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2023八下·杭州月考）如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈固定，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（ ）
A．开始逆时针旋转 B．开始顺时针旋转
C．保持静止 D．以上三种情况都有可能
5．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
6．如图所示，通电导体a、b固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法中正确的是（ )
A．Fa、Fb方向相反 B．Fa、Fb方向相同 C．Fa、Fb方向相反 D．Fa、Fb方向相同
7．（2023八下·金东期末）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，利用这一原理可以制成 机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向 运动。
8．（2023八下·柯桥期末）如图所示PQ是轻质金属棒，用两根细导线吊着悬在蹄形磁铁中间，当开关S打到位置1时，可探究电动机的工作原理，当开关S打到位置2时，可探究发电机的工作原理。请任选一个开关位置说说你的判断依据 。
9．（2021八下·嘉兴月考）如图所示是电流表的内部结构原理图，请用学过的知识回答下列问题：
（1）当线圈中通过电流时，指针发生偏转，其原理是 。
（2）该电流表有两个量程，若要使用大量程， 应把导线分别接在 (选填“A” 或“B”)接线柱和“－”接线柱上。
10．（2023八下·洞头期中）将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上，如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了，这个现象的原理是 。下列对实验现象的判断，正确的有 。(填序号)
3 用磁性更强的磁体，线圈转得更快 ②干电池用久了后，线圈转速将变慢
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，转速更快 ④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢
11．（2023八下·义乌期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 。
（2）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 。
12．（2023六上·虎丘月考）如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架，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，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源后且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）直流电动机的工作原理是 。
（2）将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半。这样做的目的是让线圈能 。
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是 。(写出一点即可)
13．（2023八下·新昌期中）如图是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力方向向右。
（1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向 。
（2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向 。
（3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向 。
14．如图所示为小玲和小辉制作的一种直流电动机模型，他们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，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。
（1）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时 （填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够 ；
（2）可以通过改变 （填一种方法）方向，改变线圈的转动方向；
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 ，这时可进行的有效尝试是 。
15．（2023八下·新昌期末）小科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，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。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U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1；
③给导体两端加电压U2，U2>U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2；
④比较α1、α2的大小，发现α2>α1，即可初步验证：其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力 (选填“越大”、“越小”或“不变”)。
⑴实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小，该实验方法属于 (选填“转换法”或“模型法”)。
⑵小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，a、b间能产生电流是利用了 的原理。手机的 (选填“话筒”或“听筒”)就是根据该原理制成的。
16．（2023八下·浙江期中）为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架，分别与电源的两极相连，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，小明可采取的措施是（ ）
A．改变电流的方向 B．提高电源电压
C．增加线圈的匝数 D．同时改变磁场方向和电流方向
（2）开关闭合后，如果电动机不转动，原因不可能是（ )
A．磁体磁性太弱 B．线圈处于平衡位置
C．通过线圈的电流太大 D．电源电压太低
（3）对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机，是因为在线圈两边安装了 。
（4）小明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 。
17．（2023八下·杭州月考）小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。
（1）打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。电流表的这一工作原理与 的相同。(填"电动机”或“发电机”)
（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向与(1)中的偏转方向 (填“相同”或“不同”)，因此使用电流表时不能把接线柱接反。
（3）若在电流表“+“”-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做 。
18．（2022八下·温岭期末）如图，是电学实验箱中的电动机。该电动机中有两个半环形磁体，为了研究磁极分布情况，提出了三种猜想并进行了相关实验，如表。
（1）请将猜想2内容补充完整：磁极呈 分布。
（2）根据实验，可判断猜想 (选填“1”、“2”或“3”)是正确的。．
（3）结合电动机结构和实验现象，推断两磁铁的南北极分布是否完全一样？并说明判断理由。
猜想 描述 猜想1：磁极呈上下分布 猜想2：磁极呈？分布 猜想3：磁极呈内外分布
图示
实验 操作和现象 固定上面磁铁，将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端，均被吸引 固定左边磁铁，将右边磁铁两侧分别靠近，均被吸引 固定左侧磁铁，将右侧磁铁靠近，两磁铁互相排斥
实验图示
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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