浙教版初中科学八年级下册1.4电动机 提升卷
一、选择题
1．（2023·镇海区模拟）研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人。部分结构如图，伞状体中放入永磁铁，当薄膜内的液体金属导体通一定电流时，薄膜能运动。它的工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是（ ）
A．电动机 B．电磁起重机 C．发电机 D．电铃
2．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要使线圈逆时针转动，下列方法中可行的是（ ）
A．只改变电流大小 B．只改变电流方向
C．对换磁极同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁铁
3．一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，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
4． 如图所示，把线圈放在磁场里，接通电源，让电流通过，发现线圈发生扭转。对此，下列说法错误的是 （ ）
A．通电导体在磁场中受到力的作用
B．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向无关
C．电能可以转化为机械能
D．磁场与通电导体中电流产生的磁场发生相互作用
（2023九上·温州开学考）高铁作为一种新型运输方式，促进经济发展，改善了人民生活。为了提高顾客进站的效率，高铁站的自助检票闸机可实现自动检票功能。请完成下列各题。
5．如图所示，当乘客在将身份证放在读卡处，系统检测到乘客有当日的车票，开关S1闭合。当摄像头扫描出人脸与身份证上的照片相一致时，开关S2闭合。只有两者同时满足时，电机M才启动，挡板打开放行。以下电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
6．下列能表示挡板打开的工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
7．进站时，乘客经历身份信息和车票信息录入成功、系统检测一致、挡板打开放行等过程，其中“挡板打开”类似于人体反射弧中的（ ）
A．感受器 B．神经中枢 C．传出神经 D．效应器
8．（2023·滨江模拟）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．该电流表是利用电磁感应原理工作的
B．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
9．（2021八下·余杭月考）在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，选项的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2022八下·杭州月考）如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
11．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
12．（2021八下·金华月考）如图是初中科学《电动机》中的“让线圈动起来”实验， 关于这个实验有以下几种说法， 其中不正确的是（ ）
①根据这个实验，人们制作了发电机 ②在此实验过程中， 机械能转化为电能 ③如果 降低电源电压，线圈的转速将变快 ④该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
⑤用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器
A．①②③⑤ B．①②③ C．①③⑤ D．③④⑤
二、填空题
13．如图所示，悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中。
（1）当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正、负极，AB棒立即摆动起来，这一现象说明 。
（2）当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动。如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明 。
（3）如果将两个线头用如图所示的方式接触C、D，把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动。这一现象说明了 。
14．直流电动机中，换向器的作用是当线圈转到 位置时，就能自动改变线圈中的 方向，使线圈可以不停地转动下去。
15．（2021八下·拱墅期末）如图所示，闭合开关，原先静止的导线AB会朝某个方向运动，这表明磁场对通电导体会产生 的作用，改变磁场方向或者改变 方向，可以使导线AB运动的方向发生改变。 （选填“电动机”或“发电机”）是根据此原理制成的。
16．（2021八下·杭州期中）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
17．（2021八下·台州月考）某兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直流电动机的工作原理是 。在讨论时，科学老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相 （选填“平行”或“垂直”）的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。
18．（2021八下·开化开学考）如图所示是小明制作的一台简易电动机。
（1）电动机的线圈绕制好后，小明将线圈左端引出线的绝缘漆刮掉一半，右端引出的绝缘漆全部刮掉，他这样做的目的是使线圈通电时能够 。
（2）开关闭合后，电动机不转，用手轻推一下线圈，线圈就转动起来，则开始时线圈不转的原因是 。
三、实验探究题
19．某个 LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1：
（1）该 LED在两次实验中发光情况如图2所示，两次实验线圈均在转动，线圈1顺时针转动，由此可知线圈2 转动(选填“顺时针”“逆时针”)。
（2）如图3，导体棒a 与该LED相连；在某磁场中，使 a 垂直于纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹)，LED交替发出红、黄光，则该过程a 中电流方向 (选填“不变”或“变化”)，该磁场可能的分布包括图4中 (填序号)。
20．（2024八下·浙江）网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出（如图1）。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。分析回答下列问题。
（1）图1中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是 。
（2）预测图2中的小火车将向 （填“左”或“右”）运动。
（3）要让小火车更快的通过螺线管，则可以采取的两种措施分别是 ， 。
21．（2022八下·金华期中）学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图 1 甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
（1）分析图 1 （选填序号），可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论，你的依据是 。
（3）如图 2 所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关 S 闭合，则该星形回路将 。
A．不会变形 B．会变形，所围面积减小
C．会变形，所围面积增大 D．会变形，所围总面积不变
（4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，还与哪个因素有关？（写出一个因素） 。
22．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。
23．（2021八下·吴兴期末）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照如图组装实验器材。
（1）小明先探究磁场对通电导线作用力的方向与什么因素有关。小明接通电源，看到直导线向左运动，若改变电源正负极并将磁体的两极对调，接通电源后，将观察到直导线向 （选填“左”或“右”）运动。
（2）观察“磁场对通电直导线的作用”活动后，小明又接着探究磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关。他的猜想如下：
猜想1：磁场对电流作用力的大小与直导线的长度有关；
猜想2：磁场对电流作用力的大小与磁场的强弱有关；
猜想3：磁场对电流作用力的大小与导线中的电流大小有关。
小明决定对猜想3进行探究。他在图中器材的基础上，可以添加一个 。
（3）本实验运用的研究方法主要是 。
24．（2021八下·余杭期中） 1879年l0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)。
（1）如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了 的作用。
（2）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 。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】分析各个选项中用电器的工作原理即可。
【解答】根据“当薄膜内的液体金属导体通一定电流时，薄膜能运动”可知，它的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，故A符合题意；
B.电磁起重机的工作原理为电磁铁，即电流周围存在磁场，故B不合题意；
C.发电机的工作原理为电磁感应现象，故C不合题意；
D.电铃的主要结构为电磁铁，即电流周围存在磁场，故D不合题意。
故选A。
2．【答案】B
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。
【解答】示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要使线圈逆时针转动，可行的方法有改变电流方向，或者对换磁极。
故答案为B.
3．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。
【解答】正在发光的灯泡放到U形磁体中间，灯丝会因为在磁场中受到力的作用而晃动。
故答案为D.
4．【答案】B
【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】ABC.根据电动机的工作原理和能量转化分析判断。
D.根据物体间力的作用的相互性判断。
【解答】A.根据描述可知，这个线圈转动的原理为通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确不合题意；
B.通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，故B错误符合题意；
C.该线圈转动时将电能可以转化为机械能，故C正确不合题意；
D.磁场与通电导体中电流产生的磁场发生相互作用，故D正确不合题意。
故选B。
【答案】5．A
6．B
7．D
【知识点】应答性反应与反射弧；串、并联电路的设计；磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）用电器相互影响为串联，不相互影响为并联，据此分析两个开关的串并联关系即可；
（2）根据图片分析各个选项中包含的物理原理即可；
（3）人体的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分，根据作用分析解答。
5．（1）根据题意可知，只有开关S1和开关S2都闭合时，电动机才能启动，那么两个开关相互影响，应该为串联，再与电动机启动，如下图所示：
故选A。
6．A.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流计的指针偏转，这是电磁感应现象，故A不合题意；
B.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，为挡斑的工作原理，故B符合题意；
C.两个电磁铁串联时电流相等，线圈匝数多的吸引大头针的数量多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故C不合题意；
D.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D不合题意。
故选B。
7．挡板打开放行等过程，其中“挡板打开”类似于人体反射弧中的效应器，故选D。
8．【答案】B
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）根据通电导体在磁场中受力运动的知识分析；
（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；
（3）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关；
（4）根据能量转化的知识判断。
【解答】A.该电流表是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故A错误；
B.线圈中电流越大，其所受磁场力就越大，故B正确；
C.改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向会改变，故C错误；
D.线圈中有电流通过时，把电能转化为机械能，故D错误。
故选B。
9．【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】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，将各个选项中的图片与题干中的图片进行比较即可。
【解答】A.将已知的图片逆时针旋转90°，就变成A图，此时F的方向竖直向下，故A不合题意；
B.与已知的图片比较可知，电流方向相同，而磁场方向相反，则此时导体的受力方向与原来相反，即水平向右，故B不合题意；
C.与B图比较可知，磁场方向相同，而电流方向相反，则此时导体的受力方向与B相反，即水平向左，故C符合题意；
D.与C图比较可知，电流方向相同，而磁场方向相反，则此时导体受力方向与C相反，即水平向右，故D不合题意。
故选C。
10．【答案】D
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断。
【解答】改变电动机线圈转动的方向，其实就是改变线圈的受力方向，可以通过改变电流方向和磁场方向实现，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
11．【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。
12．【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】根据对直流电动机的工作原理、过程和结构的知识分析判断。
【解答】①根据图片可知，闭合开关后，通过电流的线圈在磁场中受力转动，根据这个实验，人们制作了电动机，故①错误符合题意；
②在此实验过程中， 电能转换为机械能，故②错误符合题意；
③如果降低电源电压，那么通过线圈的电流减小，则线圈的转速将变慢，故③错误符合题意；
④该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故④正确不合题意；
⑤用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器，故⑤正确不合题意。
那么不正确的是①②③。
故选B。
13．【答案】（1）通电导线在磁场中受到力的作用
（2）通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
（3）通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。
【解答】（1）在题图中，当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正、负极，AB棒立即摆动起来，这一现象说明通电导线在磁场中受到力的作用。（2）当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动。如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。（3）如果将两个线头用如图所示的方式接触C、D，把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动。这一现象说明了通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
故答案为：（1）通电导线在磁场中受到力的作用；（2）通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关；（3）通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
14．【答案】平衡；电流
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，在线圈转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，线圈中两根导体的受力方向不变，在力的作用下线圈将在平衡位置附近来回摆动，为了使线圈能够持续转动，在输入电流时采用换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去。故答案为：平衡；电流
【分析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向。在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。
15．【答案】力；电流；电动机
【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）物体从静止变为运动，即运动状态发生改变，而力是改变物体运动状态的原因。
（2）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；
（3）电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，而发电机的工作原理为电磁感应，据此分析解答。
【解答】（1）闭合开关，原先静止的导线AB会朝某个方向运动，这表明磁场对通电导体会产生力的作用；
（2）改变磁场方向或者改变电流方向，可以使导线AB运动的方向发生改变。
（3）电动机是根据此原理制成的。
16．【答案】通电线圈在磁场中受力转动；①②
【知识点】磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理解答。
（2）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，据此分析判断。
【解答】（1）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。我们会发现线圈竟然连续转动起来了，这个现象的原理是通电线圈在磁场中受力转动。
（2）①换用磁性更强的磁体，线圈受到的磁力会更大，自然转得更快，故①正确；
②干电池用久了后，通过线圈的电流变小，那么线圈转速将变慢，故②正确；
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，它的电阻比铜线圈电阻大，通过线圈的电流小，受到的磁力变小，自然转速变慢，故③错误；
④线圈与正极间摩擦大小越大，线圈的转速越慢，故④错误。
那么正确的是①②。
17．【答案】通电线圈在磁场中受力转动；垂直
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理解答；
（2）根据直流电动机的工作过程分析解答。
【解答】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动。
(2在讨论时，科学老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相垂直的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。
18．【答案】（1）使线圈在转动过程中半周没有电流，从而能够不停转动（合理即可）
（2）线圈平面刚好处于平衡位置
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）如果全部刮去半圈绝缘漆，那么当线圈转动180°后，通过线圈的电流方向与原来相反，此时线圈受到的力的方向与运动方向相反，从而使线圈不能持续转动下去。
（2）当线圈处于平衡位置时，它的两条边受到的力相互抵消，从而使线圈失去动力，不能转动，据此分析解答。
【解答】（1）电动机的线圈绕制好后，小明将线圈左端引出线的绝缘漆刮掉一半，右端引出的绝缘漆全部刮掉，他这样做的目的是使线圈通电时能够使线圈在转动过程中半周没有电流，从而能够不停转动。
(2)、开关闭合后，电动机不转，用手轻推一下线圈，线圈就转动起来，则开始时线圈不转的原因是：线圈平面刚好处于平衡位置。
19．【答案】（1）逆时针
（2）变化；①③④
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）根据LED的灯光颜色确定电流方向的关系，再根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素确定线圈的转动方向。
（2）根据LED的颜色变化分析电流方向是否改变。产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】（1）根据图1可知，当通过LED的电流方向不同时，它会发出不同颜色的光。在图2中，LED发出不同颜色的光，那么说明通过它的电流方向不同。通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，因此线圈的转动方向相反，即线圈2逆时针方向转动。
（2） LED交替发出红、黄光，则该过程a 中电流方向变化。
①磁感线沿竖直方向，当导体a左右运动时切割磁感线，会产生感应电流；
②磁感线沿水平方向，导体a左右运动时，它没有切割磁感线运动，不会产生感应电流；
③磁感线沿弧线方向，导体a左右运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流；
④磁感线倾斜方向，导体a左右运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流。
故选①③④。
20．【答案】（1）将电池的一端与磁铁断开
（2）左
（3）增强磁铁的磁性；磁性 增大电源电压(或使螺丝管的绕线更密集，或增加与磁铁接触线圈的匝数)
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据对照法的要求分析解答。
（2）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；
（3）通电导体在磁场中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）只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，可以切断线圈中的电流，然后观察火车受到会受力运动，那么接下来的操作为：将电池的一端与磁铁断开。
（2）根据图片可知，磁场方向相同，只有电池的正负极方向相反，即线圈中电流方向相反，那么火车的受力方向与原来相反，即向左运动。
（3）要让小火车更快的通过螺线管， 可以增大磁铁的磁场强度，或者增大线圈的电磁场强度，即增大电源电压，或增加螺线管的匝数。
21．【答案】（1）丙、丁
（2）对比乙和丙，在电流大小相同的情况下，电流方向不同，两根导线分别出现靠近和排斥，即作用力的方向不同
（3）C
（4）导线之间的距离、导线的长度有关
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）根据前面得到的结论，分析相邻导线之间作用力的方向，进而判断所围面积的大小变化。
（4）根据自己对通电导线之间力的作用的认识分析解答。
【解答】（1）探究通电导线之间作用力的大小与电流大小的关系时，必须控制电流的方向相同而改变电流的大小，故选实验丙和丁。
（2）探究通电导线之间的作用力的方向与电流方向的关系时，必须控制电流大小相同，而改变电流方向，故选实验乙和丙，那么依据为：对比乙和丙，在电流大小相同的情况下，电流方向不同，两根导线分别出现靠近和排斥，即作用力的方向不同。
（3）根据图2可知，相邻导线上的电流方向是相反的，这与丙的情况相同，因此相邻导线之间表现为排斥力，则星形导线会变形，且所围的面积变大，故选C。
（4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，影响因素还有：导线之间的距离、导线的长度有关。
22．【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。
23．【答案】（1）左
（2）滑动变阻器
（3）控制变量法
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关；
（2）根据控制变量法的要求分析即可；
（3）在探究一个因素对物理量的影响时，保证其他因素相同，这就是控制变量法。
【解答】（1）若改变电源正负极并将磁体的两极对调，则通过导线的电流方向与原来相反，那么导线受力的方向与原来相反，因此将观察到直导线向左运动。
（2）探究猜想3时，即探究磁场对电流作用力的大小与电流大小的关系时，必须改变通过导线的电流，即改变电路的电阻，因此可以添加一个滑动变阻器。
（3）本实验运用的研究方法主要是控制变量法。
24．【答案】（1）磁力
（2）改变电流方向或者换个磁极靠近灯丝
【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的知识解答；
（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，据此分析解答。
【解答】（1）如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了磁力的作用。
（2）根据图片可知，甲中和乙中灯丝的受力方向相反，那么采用的方法为：改变电流方向或者换个磁极靠近灯丝。
1 / 1浙教版初中科学八年级下册1.4电动机 提升卷
一、选择题
1．（2023·镇海区模拟）研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人。部分结构如图，伞状体中放入永磁铁，当薄膜内的液体金属导体通一定电流时，薄膜能运动。它的工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是（ ）
A．电动机 B．电磁起重机 C．发电机 D．电铃
【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】分析各个选项中用电器的工作原理即可。
【解答】根据“当薄膜内的液体金属导体通一定电流时，薄膜能运动”可知，它的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，故A符合题意；
B.电磁起重机的工作原理为电磁铁，即电流周围存在磁场，故B不合题意；
C.发电机的工作原理为电磁感应现象，故C不合题意；
D.电铃的主要结构为电磁铁，即电流周围存在磁场，故D不合题意。
故选A。
2．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要使线圈逆时针转动，下列方法中可行的是（ ）
A．只改变电流大小 B．只改变电流方向
C．对换磁极同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁铁
【答案】B
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。
【解答】示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要使线圈逆时针转动，可行的方法有改变电流方向，或者对换磁极。
故答案为B.
3．一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，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】通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。
【解答】正在发光的灯泡放到U形磁体中间，灯丝会因为在磁场中受到力的作用而晃动。
故答案为D.
4． 如图所示，把线圈放在磁场里，接通电源，让电流通过，发现线圈发生扭转。对此，下列说法错误的是 （ ）
A．通电导体在磁场中受到力的作用
B．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向无关
C．电能可以转化为机械能
D．磁场与通电导体中电流产生的磁场发生相互作用
【答案】B
【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】ABC.根据电动机的工作原理和能量转化分析判断。
D.根据物体间力的作用的相互性判断。
【解答】A.根据描述可知，这个线圈转动的原理为通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确不合题意；
B.通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，故B错误符合题意；
C.该线圈转动时将电能可以转化为机械能，故C正确不合题意；
D.磁场与通电导体中电流产生的磁场发生相互作用，故D正确不合题意。
故选B。
（2023九上·温州开学考）高铁作为一种新型运输方式，促进经济发展，改善了人民生活。为了提高顾客进站的效率，高铁站的自助检票闸机可实现自动检票功能。请完成下列各题。
5．如图所示，当乘客在将身份证放在读卡处，系统检测到乘客有当日的车票，开关S1闭合。当摄像头扫描出人脸与身份证上的照片相一致时，开关S2闭合。只有两者同时满足时，电机M才启动，挡板打开放行。以下电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
6．下列能表示挡板打开的工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
7．进站时，乘客经历身份信息和车票信息录入成功、系统检测一致、挡板打开放行等过程，其中“挡板打开”类似于人体反射弧中的（ ）
A．感受器 B．神经中枢 C．传出神经 D．效应器
【答案】5．A
6．B
7．D
【知识点】应答性反应与反射弧；串、并联电路的设计；磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）用电器相互影响为串联，不相互影响为并联，据此分析两个开关的串并联关系即可；
（2）根据图片分析各个选项中包含的物理原理即可；
（3）人体的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分，根据作用分析解答。
5．（1）根据题意可知，只有开关S1和开关S2都闭合时，电动机才能启动，那么两个开关相互影响，应该为串联，再与电动机启动，如下图所示：
故选A。
6．A.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流计的指针偏转，这是电磁感应现象，故A不合题意；
B.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，为挡斑的工作原理，故B符合题意；
C.两个电磁铁串联时电流相等，线圈匝数多的吸引大头针的数量多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故C不合题意；
D.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D不合题意。
故选B。
7．挡板打开放行等过程，其中“挡板打开”类似于人体反射弧中的效应器，故选D。
8．（2023·滨江模拟）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．该电流表是利用电磁感应原理工作的
B．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
【答案】B
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）根据通电导体在磁场中受力运动的知识分析；
（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；
（3）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关；
（4）根据能量转化的知识判断。
【解答】A.该电流表是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故A错误；
B.线圈中电流越大，其所受磁场力就越大，故B正确；
C.改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向会改变，故C错误；
D.线圈中有电流通过时，把电能转化为机械能，故D错误。
故选B。
9．（2021八下·余杭月考）在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，选项的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】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，将各个选项中的图片与题干中的图片进行比较即可。
【解答】A.将已知的图片逆时针旋转90°，就变成A图，此时F的方向竖直向下，故A不合题意；
B.与已知的图片比较可知，电流方向相同，而磁场方向相反，则此时导体的受力方向与原来相反，即水平向右，故B不合题意；
C.与B图比较可知，磁场方向相同，而电流方向相反，则此时导体的受力方向与B相反，即水平向左，故C符合题意；
D.与C图比较可知，电流方向相同，而磁场方向相反，则此时导体受力方向与C相反，即水平向右，故D不合题意。
故选C。
10．（2022八下·杭州月考）如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
【答案】D
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断。
【解答】改变电动机线圈转动的方向，其实就是改变线圈的受力方向，可以通过改变电流方向和磁场方向实现，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
11．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。
12．（2021八下·金华月考）如图是初中科学《电动机》中的“让线圈动起来”实验， 关于这个实验有以下几种说法， 其中不正确的是（ ）
①根据这个实验，人们制作了发电机 ②在此实验过程中， 机械能转化为电能 ③如果 降低电源电压，线圈的转速将变快 ④该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
⑤用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器
A．①②③⑤ B．①②③ C．①③⑤ D．③④⑤
【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】根据对直流电动机的工作原理、过程和结构的知识分析判断。
【解答】①根据图片可知，闭合开关后，通过电流的线圈在磁场中受力转动，根据这个实验，人们制作了电动机，故①错误符合题意；
②在此实验过程中， 电能转换为机械能，故②错误符合题意；
③如果降低电源电压，那么通过线圈的电流减小，则线圈的转速将变慢，故③错误符合题意；
④该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故④正确不合题意；
⑤用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器，故⑤正确不合题意。
那么不正确的是①②③。
故选B。
二、填空题
13．如图所示，悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中。
（1）当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正、负极，AB棒立即摆动起来，这一现象说明 。
（2）当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动。如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明 。
（3）如果将两个线头用如图所示的方式接触C、D，把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动。这一现象说明了 。
【答案】（1）通电导线在磁场中受到力的作用
（2）通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
（3）通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。
【解答】（1）在题图中，当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正、负极，AB棒立即摆动起来，这一现象说明通电导线在磁场中受到力的作用。（2）当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动。如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。（3）如果将两个线头用如图所示的方式接触C、D，把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动。这一现象说明了通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
故答案为：（1）通电导线在磁场中受到力的作用；（2）通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关；（3）通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
14．直流电动机中，换向器的作用是当线圈转到 位置时，就能自动改变线圈中的 方向，使线圈可以不停地转动下去。
【答案】平衡；电流
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，在线圈转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，线圈中两根导体的受力方向不变，在力的作用下线圈将在平衡位置附近来回摆动，为了使线圈能够持续转动，在输入电流时采用换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去。故答案为：平衡；电流
【分析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向。在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。
15．（2021八下·拱墅期末）如图所示，闭合开关，原先静止的导线AB会朝某个方向运动，这表明磁场对通电导体会产生 的作用，改变磁场方向或者改变 方向，可以使导线AB运动的方向发生改变。 （选填“电动机”或“发电机”）是根据此原理制成的。
【答案】力；电流；电动机
【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）物体从静止变为运动，即运动状态发生改变，而力是改变物体运动状态的原因。
（2）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；
（3）电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，而发电机的工作原理为电磁感应，据此分析解答。
【解答】（1）闭合开关，原先静止的导线AB会朝某个方向运动，这表明磁场对通电导体会产生力的作用；
（2）改变磁场方向或者改变电流方向，可以使导线AB运动的方向发生改变。
（3）电动机是根据此原理制成的。
16．（2021八下·杭州期中）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
【知识点】磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理解答。
（2）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，据此分析判断。
【解答】（1）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。我们会发现线圈竟然连续转动起来了，这个现象的原理是通电线圈在磁场中受力转动。
（2）①换用磁性更强的磁体，线圈受到的磁力会更大，自然转得更快，故①正确；
②干电池用久了后，通过线圈的电流变小，那么线圈转速将变慢，故②正确；
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，它的电阻比铜线圈电阻大，通过线圈的电流小，受到的磁力变小，自然转速变慢，故③错误；
④线圈与正极间摩擦大小越大，线圈的转速越慢，故④错误。
那么正确的是①②。
17．（2021八下·台州月考）某兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直流电动机的工作原理是 。在讨论时，科学老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相 （选填“平行”或“垂直”）的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。
【答案】通电线圈在磁场中受力转动；垂直
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理解答；
（2）根据直流电动机的工作过程分析解答。
【解答】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动。
(2在讨论时，科学老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相垂直的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。
18．（2021八下·开化开学考）如图所示是小明制作的一台简易电动机。
（1）电动机的线圈绕制好后，小明将线圈左端引出线的绝缘漆刮掉一半，右端引出的绝缘漆全部刮掉，他这样做的目的是使线圈通电时能够 。
（2）开关闭合后，电动机不转，用手轻推一下线圈，线圈就转动起来，则开始时线圈不转的原因是 。
【答案】（1）使线圈在转动过程中半周没有电流，从而能够不停转动（合理即可）
（2）线圈平面刚好处于平衡位置
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）如果全部刮去半圈绝缘漆，那么当线圈转动180°后，通过线圈的电流方向与原来相反，此时线圈受到的力的方向与运动方向相反，从而使线圈不能持续转动下去。
（2）当线圈处于平衡位置时，它的两条边受到的力相互抵消，从而使线圈失去动力，不能转动，据此分析解答。
【解答】（1）电动机的线圈绕制好后，小明将线圈左端引出线的绝缘漆刮掉一半，右端引出的绝缘漆全部刮掉，他这样做的目的是使线圈通电时能够使线圈在转动过程中半周没有电流，从而能够不停转动。
(2)、开关闭合后，电动机不转，用手轻推一下线圈，线圈就转动起来，则开始时线圈不转的原因是：线圈平面刚好处于平衡位置。
三、实验探究题
19．某个 LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1：
（1）该 LED在两次实验中发光情况如图2所示，两次实验线圈均在转动，线圈1顺时针转动，由此可知线圈2 转动(选填“顺时针”“逆时针”)。
（2）如图3，导体棒a 与该LED相连；在某磁场中，使 a 垂直于纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹)，LED交替发出红、黄光，则该过程a 中电流方向 (选填“不变”或“变化”)，该磁场可能的分布包括图4中 (填序号)。
【答案】（1）逆时针
（2）变化；①③④
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）根据LED的灯光颜色确定电流方向的关系，再根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素确定线圈的转动方向。
（2）根据LED的颜色变化分析电流方向是否改变。产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】（1）根据图1可知，当通过LED的电流方向不同时，它会发出不同颜色的光。在图2中，LED发出不同颜色的光，那么说明通过它的电流方向不同。通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，因此线圈的转动方向相反，即线圈2逆时针方向转动。
（2） LED交替发出红、黄光，则该过程a 中电流方向变化。
①磁感线沿竖直方向，当导体a左右运动时切割磁感线，会产生感应电流；
②磁感线沿水平方向，导体a左右运动时，它没有切割磁感线运动，不会产生感应电流；
③磁感线沿弧线方向，导体a左右运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流；
④磁感线倾斜方向，导体a左右运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流。
故选①③④。
20．（2024八下·浙江）网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出（如图1）。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。分析回答下列问题。
（1）图1中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是 。
（2）预测图2中的小火车将向 （填“左”或“右”）运动。
（3）要让小火车更快的通过螺线管，则可以采取的两种措施分别是 ， 。
【答案】（1）将电池的一端与磁铁断开
（2）左
（3）增强磁铁的磁性；磁性 增大电源电压(或使螺丝管的绕线更密集，或增加与磁铁接触线圈的匝数)
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据对照法的要求分析解答。
（2）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；
（3）通电导体在磁场中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）只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，可以切断线圈中的电流，然后观察火车受到会受力运动，那么接下来的操作为：将电池的一端与磁铁断开。
（2）根据图片可知，磁场方向相同，只有电池的正负极方向相反，即线圈中电流方向相反，那么火车的受力方向与原来相反，即向左运动。
（3）要让小火车更快的通过螺线管， 可以增大磁铁的磁场强度，或者增大线圈的电磁场强度，即增大电源电压，或增加螺线管的匝数。
21．（2022八下·金华期中）学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图 1 甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
（1）分析图 1 （选填序号），可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论，你的依据是 。
（3）如图 2 所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关 S 闭合，则该星形回路将 。
A．不会变形 B．会变形，所围面积减小
C．会变形，所围面积增大 D．会变形，所围总面积不变
（4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，还与哪个因素有关？（写出一个因素） 。
【答案】（1）丙、丁
（2）对比乙和丙，在电流大小相同的情况下，电流方向不同，两根导线分别出现靠近和排斥，即作用力的方向不同
（3）C
（4）导线之间的距离、导线的长度有关
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）根据前面得到的结论，分析相邻导线之间作用力的方向，进而判断所围面积的大小变化。
（4）根据自己对通电导线之间力的作用的认识分析解答。
【解答】（1）探究通电导线之间作用力的大小与电流大小的关系时，必须控制电流的方向相同而改变电流的大小，故选实验丙和丁。
（2）探究通电导线之间的作用力的方向与电流方向的关系时，必须控制电流大小相同，而改变电流方向，故选实验乙和丙，那么依据为：对比乙和丙，在电流大小相同的情况下，电流方向不同，两根导线分别出现靠近和排斥，即作用力的方向不同。
（3）根据图2可知，相邻导线上的电流方向是相反的，这与丙的情况相同，因此相邻导线之间表现为排斥力，则星形导线会变形，且所围的面积变大，故选C。
（4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，影响因素还有：导线之间的距离、导线的长度有关。
22．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。
23．（2021八下·吴兴期末）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照如图组装实验器材。
（1）小明先探究磁场对通电导线作用力的方向与什么因素有关。小明接通电源，看到直导线向左运动，若改变电源正负极并将磁体的两极对调，接通电源后，将观察到直导线向 （选填“左”或“右”）运动。
（2）观察“磁场对通电直导线的作用”活动后，小明又接着探究磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关。他的猜想如下：
猜想1：磁场对电流作用力的大小与直导线的长度有关；
猜想2：磁场对电流作用力的大小与磁场的强弱有关；
猜想3：磁场对电流作用力的大小与导线中的电流大小有关。
小明决定对猜想3进行探究。他在图中器材的基础上，可以添加一个 。
（3）本实验运用的研究方法主要是 。
【答案】（1）左
（2）滑动变阻器
（3）控制变量法
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关；
（2）根据控制变量法的要求分析即可；
（3）在探究一个因素对物理量的影响时，保证其他因素相同，这就是控制变量法。
【解答】（1）若改变电源正负极并将磁体的两极对调，则通过导线的电流方向与原来相反，那么导线受力的方向与原来相反，因此将观察到直导线向左运动。
（2）探究猜想3时，即探究磁场对电流作用力的大小与电流大小的关系时，必须改变通过导线的电流，即改变电路的电阻，因此可以添加一个滑动变阻器。
（3）本实验运用的研究方法主要是控制变量法。
24．（2021八下·余杭期中） 1879年l0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)。
（1）如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了 的作用。
（2）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】（1）磁力
（2）改变电流方向或者换个磁极靠近灯丝
【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的知识解答；
（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，据此分析解答。
【解答】（1）如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了磁力的作用。
（2）根据图片可知，甲中和乙中灯丝的受力方向相反，那么采用的方法为：改变电流方向或者换个磁极靠近灯丝。
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