第4节《电动机》同步测试
一、选择题
1．我们每一位同学家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电动机。电动机是根据下列哪种现象制成的（ ）
A．通电导体在磁场中受到力的作用 B．电流周围存在磁场
C．磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用 D．电磁继电器
2．要改变直流电动机的转向，以下方法不可行的是（ ）
A．改变线圈中的电流方向
B．改变磁场方向
C．同时对换电源的正负极和两个磁极
D．只对换电源的正负极或只对换两个磁极
3．某实验小组装了一个直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下线圈（转子）后，线圈转子就正常转动起来，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．磁体的磁性不强，或线圈中电流不够大
D．线圈正好处于平衡位置
4．（2013广州中考）线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（ ）
A．相反，是由于磁场方向相反了
B．相反，是由于流过ab的电流方向相反了
C．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了
D．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变
5．如图所示，小明同学做了一 ( http: / / www.21cnjy.com )个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的转动，一起分享着他的成果。同时其他没有做成功的同学提出了以下不同想法，你认为正确的是（ ）
A．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动下去
C．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
D．此电动机模型是根据电生磁的原理制成的
6．下列说法错误的是（ ）
A．将磁体靠近通电的灯泡，发现灯丝抖动，说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．磁悬浮列车是利用电流和磁场间的相互作用原理来设计的
C．磁悬浮列车利用了通以强大电流的电磁铁产生巨大的磁场力，使列车浮起
D．奥斯特实验表明磁场对通电导体有力的作用
7．如图所示是某同学在研究 ( http: / / www.21cnjy.com )通电导体在磁场中受力作用的实验图，接通电源后，导体AB受力的作用发生运动，然后改变电流方向或磁感线的方向，以下不正确的是（ ）
A．在上述实验现象里，是机械能转化为电能
B．通电导体在磁场里受力的方向跟电流方向有关
C．通电导体在磁场里受力的方向跟磁感线方向有关
D．同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体受力方向不变
8．电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是（ ）
A．电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
B．直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动
C．电动机是把电能转化成机械能的装置
D．电动机是把机械能转化成电能的装置
9．在安装直流电动机模型的实验中，下列说法中错误的是（ ）
A．交换磁铁两个磁极的位置，可以改变电动机的转动方向
B．交换电源接线，可以改变电动机的转动方向
C．如果转子转速不快，可以任意增加串联的电池个数，使转速达到很高
D．如果接上电源后，转子不转动，要检查换向器与电刷接触是否良好
10．如图所示，小明同学在做实验时，在一通电导线N内部有一个通电螺线管M，则M受力作用而（ ）
A．向右运动 B．向左运动 C．绕OO’转动 D．以上都有可能
二、填空题
11．生活中很多用电器洗衣机、电风扇在工作时 ( http: / / www.21cnjy.com )都要把___________能转化为___________能，它是通过电器中安装的____________来实现此能量转化的。
12．将一根直导线放在静止的小磁针上方，通电 ( http: / / www.21cnjy.com )后小磁针发生偏转，这表明通电直导线周围存在 。如图所示装置，通电瞬间直导线向左摆动，这表明 对电流有力的作用；若要使直导线向右摆动，应如何操作？________________________。根据此现象的原理可以制成______________。
13．小明同学有一从玩具小汽 ( http: / / www.21cnjy.com )车里拆下来的电动机，他想提高电动机的转速（假设电动机不损坏），他可以采取的方法有________________________，_____________________。（请写出两种方法）
14．如图所示是研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关的实验。比较（a）、（b）两图可知通电导体在磁场中的受力方向跟___________________有关，比较（a）（c）两图可知通电导体在磁场中的受力方向还跟______________有关。
15．下图是一个电动机的模型，通电线圈的ab边和cd边的磁场里受到________的作用，因两边中的电流方向相反，所以两个力方向________，且__________（选填“在”或“不在”）同一直线上，所以线圈就转动起来。当转到如图（b）所示的位置（线圈平面与磁感线垂直）时，这两个力____________（选填“在”或“不在”）同一直线上，而且大小_________、方向相反，是_____________力。这个位置叫做平衡位置。线圈要能持续转动下去，就需要安装一个________________，来改变线圈中的电流。
三、解答题
16．根据如图a所示磁场方向、导 ( http: / / www.21cnjy.com )体中的电流方向以及导体在磁场中的受力方向三者之间的关系，试推出图（b）中电流的方向，图（c）中通电导体所受磁场力的方向，图（d）中磁体的N、S极。（图中 表示电流垂直于纸面向里，⊙表示电流垂直于纸面向外）
17．如图所示是小华同学探究“让线圈转起来 ( http: / / www.21cnjy.com )”的实验装置图。线圈能够转动的原因是______，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是______________；要想使线圈的转动方向与原来的相反，采用_________或者________的方法。
参考答案
1.答案：A
解析：很多家电中装配有电动机，它是根据通电导体在磁场中会受力的作用的原理制成的，它在工作时是把电能转化为机械能。电流周围存在磁场是奥斯特实验所得到的结论，磁场的性质是对放入其中的磁体有磁力的作用，电磁继电器是电磁铁的应用。
2.答案：C
解析：电动机的原理是通电导线在磁场中受 ( http: / / www.21cnjy.com )到力的作用，这个力的方向与通电的电流方向和磁感线的方向有关，电动机的转向与线圈的受力有关，因而转向与电流方向和磁感线的方向有关，改变其中一个方向，则转向变化，如果同时变，则转向不变。
3.答案：D
解析：电动机开始不转，但拨动一下后 ( http: / / www.21cnjy.com )又转了，说明线圈本身没有问题，所以线圈内部没有断路。电刷与换向器接触不良，磁体的磁性不强，或线圈中电流不够大都不能使线圈正常转动。而当线圈位于平衡状态时，它受力平衡，当用力使线圈偏离平衡位置后，线圈能开始转动。电动机线圈不转
主要有以下几个原因：导线接触不良；线圈刚好位于平衡位置；磁体的磁性不强；线圈中电流不够大等。
4.答案：B
解析：对比甲、乙两图可以看出，甲 ( http: / / www.21cnjy.com )图中ab位置与乙图中cd位置相同，电流方向也相同，在甲图中ab段电流是从b向a，在乙图中cd段电流是从c向d，在线圈中电流的流向是沿着abcd的方向，即乙图中的ab段导线电流方向是从a流向b。甲乙两图中流过ab的电流方向反了，磁场方向不变，所以受力方向也相反。电动机中的换向器作用是改变线圈中电流方向，使线圈能持续转动。
5.答案：C
解析：通电线圈在磁场中会受到力的作用， ( http: / / www.21cnjy.com )在实际中使用线圈主要是使其受力更大，所以要使用漆包线，否则线圈间就短路成一根导线了。线圈的两条水平边中的电流方向是相反的，在磁场中受力方向也相反，当线圈转到这两个力与线圈在同一个平面上时，线圈受力平衡就无法继续转动了，此位置就是线圈的平衡位置，所以线圈的漆皮不能全部刮去。利用C选项的方法，使线圈转动过程中有半圈通电，使线圈转动，到达平衡位置后，线圈中没有电流，由于线圈的惯性继续转动半圈，转过半圈后再次有电流通过，使线圈持续转动。
6.答案：D
解析：磁场对通电导体有力的作用，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以将磁体靠近发光的灯泡时，灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以会受到磁场力的作用，并且方向在时刻改变，所以灯丝会抖动。磁悬浮列车是利用磁极间的作用，使接触面分离的。奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场。
7.答案：A
解析：通电导线在磁场中受到力的作用， ( http: / / www.21cnjy.com )导线在磁场中受力的方向与磁场方向、导线中的电流方向有关，当磁场方向或电流方向改变时，导线的受力方向会发生改变，若同时改变电流方向和磁场方
向，导线的受力方向不变。在实验中要消耗电能，导线受力运动，得到了机械能，所以此实验是把电能转化为机械能。
8.答案：D
解析：电动机的原理是磁场对通电导体有磁 ( http: / / www.21cnjy.com )力的作用，它在工作时要消耗电能，获得机械能，它把电能转化为机械能。直流电动机能持续工作是靠换向器不断的改变线圈中电流的方向。
9.答案：C
解析：本题主要是考查对电 ( http: / / www.21cnjy.com )动机原理和结构的了解，电动机的转动方向可以通过改变电流方向或磁极的位置来改变，电动机在工作时主要把电能转化为机械能，由于线圈也有电阻，工作时还有部分电能转为内能，使线圈温度升高，所以电动机在工作时也有额定电压和额定电流，在工作时如果电压和电流过大，会使线圈发热烧坏电动机。
10.答案：C
解析：通电导线N相当于一螺线管，有 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场，在中心处的磁场方向从里向外。通电螺线管相当于一个条形磁体，左S右N，它的N极会指向磁场方向，所以会绕OO’转动。这是一个通电螺线管和磁场对电流的作用综合题，要把N看作是一个通电螺线管的一部分。
11.答案：电 机械 电动机
解析：用电器工作时主要是利用电动机把电能转化为机械能的。电动机是利用了磁场对通电导线有力的作用的原理。
12.答案：磁场 磁场 改变流过直导线的电流方向或对换磁铁的两个磁极 电动机
解析：通电导线周围存在磁场，这是奥斯特实验得到的结论，并且通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。磁场对通电导线有力的作用，使直导线运动，直导线所受力的方向与电流方向和磁场方向有关，要使直导线的运动方向相反，可以改变磁场方向或改变直导线中的电流方向，只要改变其
中一项即可，不能同时改变磁场方向和电流方向。根据通电导线在磁场中受力的作用可以制成电动机，把电能转化为机械能。
13.答案：增大流过电动机的电流 增加电动机磁铁的磁场强度
解析：电动机是根据磁场对电流有力的作用的原理制成的，其作用力的大小与磁场强弱、电流大小等因素有关。要使电动机转速增大，就是要增大磁场对电流的作用。要提高转速可以加大电动机中的电流、增加磁场的强度，或者这两者同时增大等。
14.答案：电流方向 磁场方向
解析：通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关，在研究时要用到控制变量法。
15.答案：力 相反 不在 在 相等 平衡 换向器
解析：线圈在磁场中受力会 ( http: / / www.21cnjy.com )运动，在图（a）中线圈的ab边受力向上，cd边与ab边的电流方向相反，所以受力方向也相反，向下，这两个力方向相反，但不在同一直线上，线圈会发生转动。当转到图（b）所在位置时这两条边的受力方向仍相反，但在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力，线圈在此位置晃几下就停下来了，这个位置叫平衡位置。要使线圈在磁场中持续转动，就要使线圈转过平衡位置后，改变线圈中电流方向，所以在电动机中要安装有换向器。
16.答案：如图所示
解析：通电导体在磁场中受力的方向与 ( http: / / www.21cnjy.com )电流方向和磁场方向有关，当电流方向或磁场方向有一个发生改变，则导线的受力方向会改变，若两个同时改变，则受力方向不变。判断磁场对电流的作用可以把待判断的图与已知的进行对比，比较磁场和电流的方向是如何变化的。
17.答案：磁场对通电导体有力的作用 在线圈转到平衡位置时，改变线圈中电流方向 改变磁场方向 改变导线中电流的方向
解析：磁场对放入其中的通电导线有 ( http: / / www.21cnjy.com )力的作用，线圈不能在磁场中持续转动，解决方法是在线圈到达平衡位置时，改变线圈中电流方向。线圈转动方向与电流方向和磁场方向有关，要改变转向，只要改变其中一个量即可。第4节 电动机
1.用如图所示的实验装置可以研究( )
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A.电流的磁效应
B.电流的热效应
C.电磁铁的磁性强弱
D.磁场对电流的作用
2.(2014·枣庄)利用如图所示的实验装置，小超探究了“磁场对通电直导线的作用”.闭合开关S0，原本静止的轻质硬导线AB水平向右运动.要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是( )
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A.将导线A、B两端对调
B.将滑动变阻器的滑片P向右移动
C.换用磁性更强的蹄形磁体
D.将蹄形磁体的N、S两极对调
3.(2014·广州)如图，线圈abcd位于磁场中.
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(1)通电后，cd段导线的电流方向_______(填“由c到d”或“由d到c”).
(2)cd段导线受磁场力的方向如图所示，在图中画出ab段导线受磁场力的方向.
4.如图为研究磁场对通电导线作用的实验装置，当接通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而向左运动，则( )
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A.当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能转化为机械能
B.当电流方向相反时，ab将向右运动，机械能转化为电能
C.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向右运动，电能转化为机械能
D.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向左运动，机械能转化为电能
5.如图所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动(仪器、电路都完好)，要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是( )
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A.将蹄形磁体的N、S极对调
B.换用磁性强一些的蹄形磁体
C.换用能提供较大电流的直流电源
D.使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力
6.小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作.他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是( )
A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B.电源电压太低
C.线圈刚好处于平衡位置
D.线圈中的电流太小
7.小华安装好直流电动机模型，通电后电动机正常运转，她还想使电动机的转速加快，可采用的方法是( )
A.增大电流 B.减小电流
C.对调电源正负两极 D.对调磁体南北两极
8.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图所示是扬声器构造示意图.当线圈中通过变化电流时，线圈受到_______力作用，从而带动与线圈相连的纸盆_______，于是扬声器就发出了声音.
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9.如图所示，是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置，当闭合开关S时，导线ab中自由电子定向移动的方向是_______(填“从a到b”“从b到a”或“垂直ab方向”)，导线ab受到磁场力的作用而向左运动；现在，如果只将磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向_______运动，如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向______运动.
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10.如图甲所示为猴子荡千秋的游戏装置，闭合开关后，猴子就会绕上方的横梁往复振荡.其内部电路基本结构如图乙所示(实现往复振荡的电路图中未画出).
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(1)开关闭合后，螺线管中产生磁场，其上方是______极.
(2)要让猴子动起来，下列设计和原理中，错误或不合理的是( )
A.应用了电流的磁效应
B.应用了电磁感应的原理
C.应用了电动机的原理
D.螺线管安装在底盘内，直导线安装在猴子的座位内
11.如图所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中.当棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计)，此时金属棒受到的磁场力方向为_________.若要使橡皮筋处于拉伸状态，在不人为对棒施力的条件下，请提出一项可行的措施：_____________________________________.
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动手动脑
12.图甲是直流电动机模型，图乙是自制简易电动机模型.现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题：
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(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.按这种方法刮漆，目的是使线圈能够_______________，因此这一部位就相当于图甲中的_______(填某一部件的名称).
(2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试 (说出两点即可)
①______ ________________________________________；
②_________________________________________________.
(3)通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：
①_________________________________________；
②______________________________________________.
参考答案
当堂训练
1.D 2.D
3.(1)由c到d (2)如图所示
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课后作业
4. A 5.A 6.C 7.A
8.磁场 来回振动
9.从b到a 右 左
10.(1) S(2) B
11.竖直向上 改变电流方向(或使磁场反向、减小电流、减弱磁场等)
12.(1)导电(接触良好) 换向器
(2)①将线圈捻转一定角度 ②增大电源电压(或换一块磁性更强的磁体)
(3)①只改变电流方向 ②只改变磁场方向第4节 电动机
课前预习
1. 电动机广泛地应用于工厂、农村和日常生活中，电动机是将 能转化为机械能的装置。
2. 电动机是利用 在磁场中受力转动的原理制成的。在直流电动机中，每当线圈转过平衡位置时， 能自动改变线圈中的电流方向。
3. 磁场对通电导线有力的作用，其方向与 、 有关。
4．电动机是由两部分组成，能够转动的线圈（又称为 ）和固定不动的磁体（又称为 ）。
5. 直流电动机的主要组成部分是 、 、换向器和电刷。观察直流电动机模型的两个电刷，它们分别与换向器的 相接触，使电源和线圈组成 电路，又能使线圈在经过平衡位置时能及时地 电流的方向。
随堂练习
1.下列设备中没有利用通电导体在磁场中受到力的作用的是( )
A.电饭锅 B.电动机 C.洗衣机 D.电风扇
2.借助如图20.4-1所示的实验装置， ( http: / / www.21cnjy.com )小明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是 （ ）
A．将A、B两端对调
B．将滑动变阻器的滑片P向右移动
C．换用磁性更强的蹄形磁体
D．将蹄形磁体的N、S极对调
3.利用图20.4-2所示的实验装置探究“磁场对通电导线的作用”的实验过程如下：
（1）按图安装好实验装置，闭合开关，发现金属棒向右运动。
（2）保持磁场方向不变，改变电路中电流的方向，闭合开关，闭合开关，观察金属棒的运动情况。
（3）保持电流方向不变，把磁铁的N、s极对调一下，闭合开关，观察金属棒的运动情况。
（4）让磁场的方向、电流的方向同时改变，观察金属棒的运动情况。 根据你观察到的情况，完成下表。
实验序号 磁极位置 电流方向 金属棒的运动方向
1 上N下S 从b流向a 右
2 上N下S 从a流向b
3 上S下N 从a流向b
4 上S下N 从b流向a
由于磁场对通电导线作用力的方向与多种因素有关，所以实验探究的过程中用到了 法。
4．如图20.4-3所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，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，磁体放在线圈下，闭合开关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）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的 作用相同。
（3）通过改变 方向，可以改变线圈的转动方向。
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好 ( http: / / www.21cnjy.com )，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是 。
达标练习
5. 用如图20.4-5所示的实验装置可以探究 （ ）
A．电流的磁效应
B．电流的热效应
C．电磁铁的磁性强弱
D．磁场对电流的作用
6. 小明将直流电动机模型接入电路，闭合开 ( http: / / www.21cnjy.com )关后，发现电动机不工作．他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（ ）
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置
D．线圈中的电流太小
7. 小华安装好直流电动机模型，通电后电动机正常运转，她还想使电动机的转速加快，可采用的方法是（ ）
A．增大电流
B．减小电流
C．对调电源正负两极
D．对调磁体南北两极
8. 线圈 abcd转动过程中经过图20.4-6甲、乙位置时，导线 a b所有磁场力的方向（ ）
A．相反，是由于磁场方向相反了
B．相反，是由于流过 ab的电流方向相反了
C．相同，是由于磁场方向、流过 ab的电流方向都改变了
D．相同，是由于磁场方向、流过 ab的电流方向都没改变
9.几位同学课后讨论直流电动机时，有下面几种说法，你认为不正确的是（ ）
A．直流电动机将电能转化为机械能
B．直流电动机的电源是直流电，线圈中的电流方向是不变的
C．直流电动机中的换向器是由彼此绝缘的两个金属半环制成的
D．直流电动机的优点是容易改变转动方向，可以连续调节转动速度
10．图20.4-7为研究磁场对通电导线作用的实验装置，当接通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而向左运动，则（ ）
A．当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能转化为机械能
B．当电流方向相反时，ab将向右运动，机械能转化为电能
C．当电流和磁场方向同时改变时，ab将向右运动，电能转化为机械能
D．当电流和磁场方向同时改变时，ab将向左运动，机械能转化为电能
11. 如图20.4-8为我们实验室所用电流表的内部结构示意图．当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转．测量时首先把强弱变化的电流转换为线圈受力大小的变化，其物理原理是 ；再将线圈受力的大小转换为线圈偏转角度的大小，其物理原理是 。
12. 实际电动机的内部线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈总是有电阻的，电流通过时会发热，一部分电能转化为 能，使电动机的温度升高，这就是说，电动机工作时，并没有将电能全部转化成 能。
13．线圈平面与磁场方向 的位置是线圈的平衡位置，经实验，通电线圈在磁场中 连续转动，因为线圈越过平衡位置以后，它受到的力要 它转动。在实际的直流电动机中，在线圈经过平衡位置时通过 来改变电流方向，使电动机的线圈在后半圈也获得 ，线圈就更平稳，更有力的转动下去。
14.某实验小组安装的直流电动机电路如图20.4-9所示。
（1）当他们闭合开关后，发现电动机转动的方向与要求的方向相反，他们怎样做才能达到要求？ 。
(2)当他们闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右滑时，电动机的转速怎样变化？ 。
参考答案
课前预习
1. 电
2. 通电线圈；换向器
3. 电流方向，磁场方向
4. 转子，定子
5. 线圈，磁体，两个铜半环，闭合，改变
随堂练习
1.A 2.D
3. 左，右，左，控制变量
4.（1）通电线圈在磁场中受力转动，（2）换向器，
（3）磁场或电流，
（4）磁场太弱或开始时线圈处在平衡位置
达标练习
5.D 6.C 7.A 8.B 9.B 10.A
11. 通电导线在磁场中受到力的作用；力可以改变物体的运动状态
12. 热（内）；机械（动）
13. 垂直；受力；阻碍；换向器；动力
14. 将电源正、负极对调；转速变小
图20.4 - 1
图20.4 - 2
图20.4 - 3
图20.4 - 5
图20.4 - 6
图20.4 - 7
图20.4 - 8
图20.4 - 9
