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1.4 电动机（分层训练）
【基础达标】
1．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。
2．直流电动机中，换向器的作用是（ ）
A．转过平衡位置前，改变线圈中电流的方向
B．转过平衡位置后，改变线圈转动方向
C．转过平衡位置后，使线圈受力方向改变
D．转过平衡位置前，改变磁感应线的方向
【答案】C
【详解】直流电动机中换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使线圈受力发生变化，继续转动下去，没有改变线圈的转动方向，所以转过平衡位置后，使线圈受力方向改变；换向器并不能改变磁感线的方向。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路
B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大
D．线圈正好处于平衡位置
【答案】D
【详解】由题意知电动机是在用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，说明电动机不转时，正好线圈处于了平衡位置，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4．如图，闭合开关后，看到铜棒ab会沿导轨运动，关于该实验，下列说法中不正确的是（ ）
A．实验表明通电导体在磁场中受力的作用
B．实验中，电能转化为机械能
C．实验中不宜长时间通电
D．根据该原理可以制造发电机
【答案】D
【详解】ABD．闭合开关后，通过导体周围存在磁场，而铜棒处于磁场中，看到铜棒ab会沿导轨运动，实验表明通电导体在磁场中受力的作用，此时电能转化为机械能，根据该原理可以制造电动机，故AB正确，不符合题意；D错误，符合题意；
C．实验中由于导体电阻较小，电路中电流较大，根据焦耳定律，长时间会产生较多热量，损坏电路，故不宜长时间通电，故C正确，不符合题意。
故选D。
5．为了提高能量利用率，纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电（其简化原理如图所示），刹车时充电开关接通，车轮带动线圈转动，产生电流，给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力，从而减缓车轮转动。请回答：图中导线ab产生箭头方向的电流，导体ab在磁场中受到一个向后的力，此时导线cd所受磁场力方向为（ ）
A．c→d B．d→c C．向前 D．向后
【答案】C
【详解】图中导线ab产生箭头方向的电流，导体ab在磁场中受到一个向后的力，磁场方向不变，导体cd中的电流方向与ab中的电流方向相反，所以cd边受力向前，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
6．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．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
【答案】D
【详解】A．电动机通电后不转，原因可能是电路中电流太小、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．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C错误；
D．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。则改变磁场方向可以改变线圈转动方向，故D正确。
故选D。
7．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，下列分析错误的是（ ）
A．改变电流方向，线圈逆时针转动
B．增大线圈中电流大小，加快线圈转动速度
C．此时线圈处于平衡位置，线圈不受力的作用
D．对换磁极同时改变电流方向，线圈仍顺时针转动
【答案】C
【详解】A．直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若只改变通入直流电动机的电流方向或磁场的方向，它的转动方向将改变。但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变。故A项正确、A项不符合题意；
B．若使通过电动机线圈中的电流增大，则线圈在磁场受到的力变大，所以线圈转运的速度将加快；故B项正确、B项不符合题意；
C．线圈处于平衡位置时，线圈受力平衡；故C项错误、C项符合题意；
D．直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变。但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变。故D项正确、D项不符合题意；
8．小金自制了如图所示的装置，在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线，线圈两端连接着小功率灯泡，管内放入条形磁铁，用橡皮塞堵住管口两端，当沿图中箭头方向来回摇动时，小灯泡就会发光。该装置发电的原理是 ，线圈中电流的方向是 （填“变化”或“不变”）的，此过程中机械能转化成电能。
【答案】 电磁感应 变化
【详解】[1]当沿图中箭头方向来回摇动时，小灯泡就会发光，表明电路中产生了电流，属于电磁感应现象，相当于发电机，故该装置发电的原理是电磁感应。
[2]在电磁感应现象中，感应电流的方向与切割磁感线的运动方向和磁场方向有关，摇动的过程中，运动方向在改变，故线圈中电流的方向是变化的，此过程中机械能转化成电能。
9．如图所示，这是一个简易的电动机模型。
（1）电动机的工作原理为 ；
（2）为了使该装置持续不断地旋转，还需要增加的元件为 。
【答案】 通电线圈在磁场中受力的作用而运动 换向器
【详解】（1）[1]如图，给线圈通电，线圈的ab和cd边在磁场中受到力的作用，由于两个边的电流方向相反，受到的力方向相反，使线圈发生转动。
（2）[2]若线圈中的电流方向不变，线圈受到的力的方向不会发生变化，线圈不能持续转动，为了使该装置持续不断地旋转，还需要增加的元件为换向器，在线圈转过平衡位置时，电流方向改变，线圈受到的力的方向改变，使线圈持续转动。
10．为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机构造制作了一台简易电动机。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，小明可采用措施是 （多选，填序号）；
A．改变电流的方向 B．提高电源的电压
C．增加线圈的匝数 D．改变磁场的方向
（2）开关闭合后，如果电动机不转，原因可能是 （多选，填序号）；
A．磁铁磁性太弱 B．线圈处于平衡位置
C．通过线圈的电流太大 D．电池电压太低
（3）为了提高电动机转速，可采取的方法是 ；
（4）小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置，还需要的主要器材 。
【答案】 AD ABD 见详解 滑动变阻器
【详解】（1）[1]通电导体在磁场中受到力的作用方向与电流方向、磁场方向有关，要想改变线圈的转动方向，小明可采用措施是改变电流的方向或改变磁场方向。故AD符合题意，BC不符合题意。
故选AD。
（2）[2]ACD．如果电路中电源电压太低，电流过小，或线圈匝数太少，导致磁铁磁性太弱，线圈受到作用太小，阻力过大而不能转动，故AD符合题意，C不符合题意；
B．线圈处于平衡位置，线圈受平衡力作用，保持静止状态，也可能不能转动，故B符合题意。
故选ABD。
（3）[3]电动机的转动速度与受力的大小有关，受力大小主要与磁场的强弱有关，为了提高电动机转速，可采取的方法是增强永久磁体的磁性，或增大线圈中电流或线圈匝数，提高线圈受到的磁场力。
（4）[4]电动机的转动速度与受力的大小有关，改变线圈中电流是改变受力大小最简单的方法，故为了能调节电动机转速，可以在电路中串联一个滑动变阻器。
【巩固提升】
11．下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中，正确的是（ ）
A．线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是不变的
B．线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是变化的
C．线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的
D．线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的
【答案】D
【详解】直流电动机，只能用直流电源来供电，所以电动机的外部电流的方向是不变的；而电动机能持续的转动下去，线圈中的电流必须在线圈转过平衡位置后就需要通过换向器改变一次方向，所以线圈中的电流方向是变化的，故ABC错误，D正确。
故选D。
12．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
【详解】电动机的基本工作原理是：通电导体在磁场中受力；根据这个实验人们制成了电动机；将电能转化为机械能；
如果增大电源电压，根据欧姆定律，线圈中的电流增大，线圈的受力变大，线圈转速变快；
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；
综上所述，①②③错误，④⑤正确。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
13．如图所示为直流电动机的工作原理，以下相关的分析中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，机械能转化为电能
B．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
C．电动机的线圈转动一周的过程中电流方向改变两次
D．电动机工作时，线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电
【答案】C
【详解】A．电动机工作过程中，是将电能转化为机械能，故A错误；
B．电动机中的线圈转动是由于通电导体在磁场中受力运动，故B错误；
C．电动机每转半圈电流方向改变一次，则转动一周的过程中电流方向改变两次，故C正确；
D．电动机工作时，线圈内产生的是交流电，此时电动机为用电器，外部给电动机供电，故D错误。
故选C。
14．用如图所示的材料做成一个简单的电动机。螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述错误的是（ ）
A．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快
B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动
C．若仅将纽扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动
D．工作时将机械能转化为电能
【答案】D
【详解】电动机原理是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。
A．若将电池替换成电压更大的电池，电流变大，通电导线在磁场中要受到力的作用变大，螺丝钉转动速度加快，故A正确，A不符合题意；
B．若仅改变电源正负极方向，电流方向改变，螺丝钉会反向转动，故B正确，B不符合题意；
C．若仅将纽扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），磁场方向改变，螺丝钉会反向转动，故C正确，C不符合题意；
D．工作时将电能转化为机械能，故D错误，D符合题意。
故选D。
15．世界上第一台电机的原理如图所示：在一个盘子内注入水银，盘子中央固定一个永磁体，盘子上方悬挂一根导线，导线的一端可在水银中移动，另一端跟电池的一端连接在一起，电池的另一端跟盘子连在一起，接通电路，悬挂的这根导线就能运动起来。下列说法正确的是（ ）
A．把电池的正、负极对调，导线运动方向不会改变
B．电机的原理是通电导线在磁场中受力运动
C．如果将盘内的水银换成纯净水，那么悬挂的导线将运动得更快
D．工作时将机械能转化为电能
【答案】B
【详解】A．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，当改变电流方向时，导线受力方向改变，所以导线运动方向改变，故A错误；
B．通电导体在磁场中会受到力的作用，电机就是根据这个原理制作的，故B正确；
C．如果将盘内的水银换成纯净水，由于纯净水不容易导电，那么悬挂的导线中没有电流，将不能运动，故C错误；
D．电机工作时将电能转化为机械能，故D错误。
故选B。
16．小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（ ）
A．若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动
B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快
C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器
D．工作时将机械能转化为电能
【答案】D
【详解】A．若仅改变磁极方向，那么磁场方向会发生改变，则线圈的转动方向相反，即线圈会逆时针转动，故A正确，不符合题意；
B．若再增加一节干电池，那么电压增大，经过线圈的电流增大，线圈受到的磁力增大，导致线圈转动速度加快，故B正确，不符合题意；
C．刮去上半周绝缘漆，当转动180°后，绝缘漆切断电流，线圈依靠惯性完成下半圈的转动，从而回到起始位置，利用刮掉的部分接通电路再次受力转动，它的作用相当于换向器，故C正确，不符合题意；
D．电动机模型工作时将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
17．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。该电流表工作的原理是 ，与 机相同。
【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用 电动
【详解】[1] [2]磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理；该原理与电动机原理相同。
18．如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）请说出图中主要结构的名称，B是 。
（2）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 。
（3）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】 换向器 改变电池的正负极（或改变磁场方向） 变慢
【详解】（1）[1]根据图片可知，B是换向器。
（2）[2]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，方法为：改变电池的正负极（或改变磁场方向）。
（3）[3]合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器的阻值变大，通过电动机的电流变小，电动机线圈受到的力变小，则电动机的转速变慢。
19．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线图abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线图放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。
（1）闭合开关，线圈可以转动，其原理是 ；
（2）若闭合开关，线圈无法转动，需轻轻拨动一下才可持续转动，可能是因为 ；（写出一点即可）
（3）若只将电源的正负极互换，闭合开关，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】 通电线圈在磁场中受到力的作用 线圈与支架间的摩擦力较大 相同
【详解】（1）[1]闭合开关，线圈通过电流具有磁性，当把线圈放入其他磁场中会受到力的作用，而使线圈转动。
（2）[2]线圈搭在支架上，因为会受到支架的摩擦力而影响线圈转动。
（3）[3]若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，即改变了磁场方向，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
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1.4 电动机（分层训练）
【基础达标】
1．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
2．直流电动机中，换向器的作用是（ ）
A．转过平衡位置前，改变线圈中电流的方向
B．转过平衡位置后，改变线圈转动方向
C．转过平衡位置后，使线圈受力方向改变
D．转过平衡位置前，改变磁感应线的方向
3．一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路
B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大
D．线圈正好处于平衡位置
4．如图，闭合开关后，看到铜棒ab会沿导轨运动，关于该实验，下列说法中不正确的是（ ）
A．实验表明通电导体在磁场中受力的作用
B．实验中，电能转化为机械能
C．实验中不宜长时间通电
D．根据该原理可以制造发电机
5．为了提高能量利用率，纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电（其简化原理如图所示），刹车时充电开关接通，车轮带动线圈转动，产生电流，给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力，从而减缓车轮转动。请回答：图中导线ab产生箭头方向的电流，导体ab在磁场中受到一个向后的力，此时导线cd所受磁场力方向为（ ）
A．c→d B．d→c
C．向前 D．向后
6．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．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
第6题图 第7题图
7．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，下列分析错误的是（ ）
A．改变电流方向，线圈逆时针转动
B．增大线圈中电流大小，加快线圈转动速度
C．此时线圈处于平衡位置，线圈不受力的作用
D．对换磁极同时改变电流方向，线圈仍顺时针转动
8．小金自制了如图所示的装置，在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线，线圈两端连接着小功率灯泡，管内放入条形磁铁，用橡皮塞堵住管口两端，当沿图中箭头方向来回摇动时，小灯泡就会发光。该装置发电的原理是 ，线圈中电流的方向是 （填“变化”或“不变”）的，此过程中机械能转化成电能。
9．如图所示，这是一个简易的电动机模型。
（1）电动机的工作原理为 ；
（2）为了使该装置持续不断地旋转，还需要增加的元件为 。
10．为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机构造制作了一台简易电动机。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，小明可采用措施是 （多选，填序号）；
A．改变电流的方向 B．提高电源的电压 C．增加线圈的匝数 D．改变磁场的方向
（2）开关闭合后，如果电动机不转，原因可能是 （多选，填序号）；
A．磁铁磁性太弱 B．线圈处于平衡位置
C．通过线圈的电流太大 D．电池电压太低
（3）为了提高电动机转速，可采取的方法是 ；
（4）小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置，还需要的主要器材 。
【巩固提升】
11．下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中，正确的是（ ）
A．线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是不变的
B．线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是变化的
C．线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的
D．线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的
12．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
13．如图所示为直流电动机的工作原理，以下相关的分析中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，机械能转化为电能
B．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
C．电动机的线圈转动一周的过程中电流方向改变两次
D．电动机工作时，线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电
14．用如图所示的材料做成一个简单的电动机。螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述错误的是（ ）
A．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快
B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动
C．若仅将纽扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动
D．工作时将机械能转化为电能
15．世界上第一台电机的原理如图所示：在一个盘子内注入水银，盘子中央固定一个永磁体，盘子上方悬挂一根导线，导线的一端可在水银中移动，另一端跟电池的一端连接在一起，电池的另一端跟盘子连在一起，接通电路，悬挂的这根导线就能运动起来。下列说法正确的是（ ）
A．把电池的正、负极对调，导线运动方向不会改变
B．电机的原理是通电导线在磁场中受力运动
C．如果将盘内的水银换成纯净水，那么悬挂的导线将运动得更快
D．工作时将机械能转化为电能
16．小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（ ）
A．若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动
B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快
C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器
D．工作时将机械能转化为电能
17．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。该电流表工作的原理是 ，与 机相同。
第17题图 第18题图
18．如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）请说出图中主要结构的名称，B是 。
（2）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 。
（3）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 。
19．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线图abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线图放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。
（1）闭合开关，线圈可以转动，其原理是 ；
（2）若闭合开关，线圈无法转动，需轻轻拨动一下才可持续转动，可能是因为 ；（写出一点即可）
（3）若只将电源的正负极互换，闭合开关，则线圈转动方向会与原来的转动方向 。（选填“相同”或“相反”）
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