2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题20.4 电动机（六大考点）
考点1 探究磁场对电流的力的作用 1
考点2 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 4
考点3 通电线圈在磁场中受力情况分析 6
考点4 直流电动机的基本构造及工作示意图 9
考点5 电动机工作时的能量转化 11
考点6 电动机的工作原理 14
考点1 探究磁场对电流的力的作用
【典例分析】（2023九年级·上海·竞赛）如图所示，环形导线和直导线相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径。如果直导线被固定不动，则两者通以图示方向的电流后，环形导线的运动情况是（ ）
A．从左侧观测，绕直导线顺时针转动
B．从左侧观测，绕直导线逆时针转动
C．沿纸面竖直向上运动
D．沿纸面竖直向下运动
答案：D
规范解答：根据右手螺旋定则知，直导线上方的磁场垂直纸面向外，下方磁场垂直纸面向里。在环形导线的上方和下方各取小微元电流，根据左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向下，则环形导线的运动情况是向下运动。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【变式1-1】（2024·江苏南京·模拟预测）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”；
（1）应在M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力；
（3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。为了使线圈能持续转动( )
A．两侧全刮
B．一侧全刮，另一侧刮半周
C． 两侧均刮上半周
D．一侧刮上半周，一侧刮下半周
答案： 电源 铝棒 不是 BC
规范解答：（1）[1]探究磁场对通电直导线的作用，要给导体AB通电，所以M、N之间接入电源。
[2]磁场会对通电直导线产生力的作用，所以导体不能选择磁性材料，故应选择轻质的铝棒。
（2）[3]由图乙可知，ab段和cd段中的电流方向不同，由于通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向有关，cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，所以ab段和cd段受磁场力的方向不同，且两个力不在同一条直线上，所以这两个力不是一对平衡力。
（3）[4]为了使线圈能持续转动，需要在线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，另一端刮半周，这样线圈转到平衡位置时，由于线圈具有惯性会继续转动，故BC符合题意，AD不符合题意。
故选BC。
【变式1-2】（2024·广东广州·二模）如图，水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直导轨向里的匀强磁场（磁场强弱和方向处处相同）中，两根相同的金属棒AB、CD与导轨紧密接触且可自由滑动，导轨足够长，AB、CD及定值电阻的阻值均为R，其余部分电阻不计，固定金属棒AB，把双向开关接到接线柱3，金属棒CD受到水平向左的磁场力作用，则（ ）
A．金属棒AB没有受到磁场力的作用 B．金属棒AB受到水平向左的磁场力作用
C．电流流过金属棒AB将电能转化为机械能 D．电流流过金属棒CD将电能全部转化为内能
答案：B
规范解答：A．开关接到接线柱3，电路通路，有电流通过AB，则通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．图示中，AB、CD并联在电路中，通过的电流方向相同，CD受到水平向左的磁场力作用，则AB也受到向左磁场力作用，故B符合题意；
C．有电流通过的AB在磁场中受到力的作用而运动时，将电能转化为机械能，但AB被固定，此时电能转化为内能，故C不符合题意；
D．电流流过金属棒CD，CD受到到力的作用而运动，电能部分转化为机械能，另外电流通过CD做功，将部分电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
【变式1-3】（2023·广东清远·二模）如图甲是小明自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，但风却向后吹．小明设计了如图乙所示的实验，探究其原因．
（1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到 的作用；
（2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 影响了铜棒ab运动的方向；
（3）保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明 影响了铜棒ab运动的方向。小明进一步得到结论，当电流方向与磁场方向均对调后，铜棒ab的运动方向将 （填“改变”或“不变”）；
（4）根据实验，要改变小风扇转动方向，小明应该 ；
（5）请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器 。
答案： 力（磁力） 电流的方向 磁场的方向 不变 把电源正负极对调接入电路中 扬声器（洗衣机的电动机等）
规范解答：（1）[1]铜棒ab本来静止，当通电后发生了运动状态的改变向右运动，说明此时受到了磁力的作用。
（2）[2]保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，此时电流的方向发生了改变，这时发现铜棒ab由原来的向右运动变成向左运动，说明电流方向会影响通电导线在磁场中的受力方向。
（3）[3]保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab由原来的向左运动变成了向右运动，说明电流不变时，磁场的方向也会影响通电导线在磁场中的受力方向。
[4]由[3]上述现象来说，当电流方向与磁场方向均对调后，铜棒ab的运动方向将不变。
（4）[5]要改变风扇的方向可以通过改变电流方向来调节，具体的方法可以对调电源正负极或将小风扇拆开后将里面电动机的磁极对调。
（5）[6]和小风扇工作原理相同的用电器有电吹风、扬声器或电动车等，因为它们都是利用通电线圈在磁场中受力而转动的。
考点2 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素
【典例分析】（2024·福建泉州·三模）如图所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是（ ）
A．铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的转动方向不变
C．将电源的正负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变
D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘的转动方向改变
答案：A
规范解答：A．通电之后，有从铝盘圆心流向圆周的电流（相当于每根半径都是一个通电导线），通电铝盘在磁场中受到力的作用而运动，与电动机的工作原理相同，故A正确；
B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的受力方向与原来相反，转动方向与原来相反，故B错误；
C．电源两极对调或磁极两极对调，铝盘受力方向与原来反向，转动方向会改变，故C错误；
D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘中的电流大小发生变化，铝盘受到的磁场力的大小发生变化，转动速度变化，铝盘的转动方向不会改变，故D错误。
故选A。
【变式2-1】（2024·江苏徐州·三模）如图所示的实验中，闭合开关后，支架上静止的轻质铝管会朝某个方向滚动，这表明磁场对通电导体产生 的作用：改变磁场或 的方向，可以使铝管的运动方向发生改变；根据这个原理可以制成 （选填“电动机”或“发电机”）。
答案： 力 电流 电动机
规范解答：[1]当闭合开关后，支架上静止的轻质铝管会朝某个方向滚动。这是因为铝管中通有电流，而它又处于磁场中，所以磁场对通电的铝管产生了力的作用，使得铝管开始运动。这表明磁场对通电导体具有力的作用。
[2]磁场对通电导体的作用力方向是可以通过改变磁场方向或电流方向来改变的。因此，如果我们改变磁场的方向或者改变铝管中电流的方向，那么铝管的运动方向也会随之发生改变。
[3]电动机的工作原理就是利用磁场对通电导体的作用力来驱动设备运转的。在电动机中，电流通过导线产生的磁场与电动机内部的固定磁场相互作用，从而产生驱动力，使电动机转动。
【变式2-2】（23-24九年级下·安徽六安·期中）如图所示为电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到磁场向右的力，于是将炮弹发射出去。如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向 （选填“左”或“右”）的力。
答案：右
规范解答：通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆受力方向不变，将会受到向右的力。
【变式2-3】（2024·安徽合肥·三模）某个LED灯发光的颜色与通过其电流方向的关系如图中所示；将该LED灯与线圈abcd连接后，在两次实验中线圈abcd的转动情况如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．乙图中ab与cd所受磁场力的方向相同
B．乙、丙两图中ab边所受磁场力方向不同
C．丙图中的LED灯发黄光
D．乙、丙两图中流经线圈abcd的电流方向相同
答案：C
规范解答：A．由图可知，乙图中ab与cd的电流方向不同，磁场方向相同，ab与cd所受磁场力的方向不同，故A错误；
BCD．由图乙、丙得，线圈的转动方向相同，说明线圈受到的磁力方向相同，而乙、丙中磁场方向相反，根据通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向、导体中的电流方向的关系可知，电路中电流不同，乙中电路电流方向从B到A，丙图中电路电流方向从A到B，则丙图中的LED灯发黄光，故BD错误，C正确。
故选C。
考点3 通电线圈在磁场中受力情况分析
【典例分析】（2022·广东揭阳·模拟预测）如图的线圈abcd位于磁场中，ab和cd的受力方向 ，（相同/不同）理由是： ，此时线圈 （在/不在）平衡位置。
答案： 不同 ab和cd中电流的方向不同 不在
规范解答：[1][2]通电导体在磁场中受力方向与磁感线方向和电流方向有关，根据图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，则线圈中ab段的电流方向与cd段的电流方向恰好相反，所以它们的受力方向也不同。
[3]此时线圈的两个边受力方向相反，所以线圈会发生转动，即线圈不在平衡位置。
【变式3-1】（2024·广东广州·一模）如图所示，导线a、b通电前固定不动，已知通电后左磁体对a的作用力的方向为水平向右（在图中已正确标出F1）。判断在图中标注力F2、F3、F4的方向。哪个标注是正确的（ ）
A．只有F2正确 B．只有F3正确
C．F2、F3都不正确 D．F2、F4正确
答案：B
规范解答：由图可知，当导线a、b通电后，左磁体对a的作用力的方向为水平向右，而右磁体中b的电流方向与a的相反，其中磁场的方向相同，所以磁场对b的作用力F2的方向应为水平向左；当电流方向改变，同时磁场方向改变时，磁场对通电导体的作用力的方向将保持不变，故F3的方向与F1的方向相同，为水平向右，而F2的方向与F4的方向相同，为水平向左，故B正确，ACD错误。
故选B。
【变式3-2】（23-24九年级上·广东江门·期末）如图所示，表示电流垂直纸面向外的通电导线，表示电流垂直纸面向里的通电导线。根据图甲中通电导体的受力情况，画出乙、丙中通电导体受力的方向。
答案：
规范解答：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向、磁场方向都有关，当电流方向或者磁场方向改变时，受力方向改变。由甲图知，磁场方向向下，电流方向垂直纸面向外，导体受力方向向右。乙相对甲而言，磁场方向发生了改变，电流方向不变，导体受力方向改变，向左；丙相对甲而言，电流方向、磁场方向都发生了改变，则导体受力方向不变，向右；故作图如下图所示：
【变式3-3】（2024·广东广州·三模）如图甲所示，螺线管两边各有一根垂直于纸面的通电导线a、b，电流方向都垂直纸面向里（用“×”表示）。闭合开关S后，小磁针转过180°后静止不动（如图乙所示），此时通电导线b受到向上的磁场力F。
①用箭头画出图乙中A处的磁场方向 ；
②通电导线a和b受到磁场力的方向 （选填“相同”或“相反”）。依据是： 。
答案： 相同 见解析
规范解答：①[1]小磁针静止时N极指向右，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，通电螺线管周围的磁场方向总是从N极出发，指向S极，所以图丙中A处的磁场方向向右，如图所示：
②[2][3]磁场对通电导线作用力的方向与电流方向、磁场方向有关，两导体的电流方向相同，所在的磁场方向相同，所以两通电导体所受磁场力方向相同，由图知，b导线电流方向为垂直纸面向里，该处的磁感线方向向左，受到磁场力的方向向上；a导线电流方向也垂直纸面向里，该处的磁感线向左，受到磁场力的方向也向上，所以通电导线a和b受到磁场力的方向相同。
考点4 直流电动机的基本构造及工作示意图
【典例分析】（23-24九年级下·安徽淮北·阶段练习）如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（ ）
A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C．图乙中的线圈处在平衡位置上
D．由于具有惯性，线圈能持续转动
答案：B
规范解答：AB．由图可知，导线ab在这两个时刻分别于电源正极和负极相连，电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A错误，B正确；
C．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲、乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，图中不是平衡位置，故C错误；
D．电动机之所以能转动，是因为换向器在线圈由于惯性刚转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，不是全部依靠惯性持续转动的，故D错误。
故选B。
【变式4-1】（2024·河南周口·三模）小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是 （选填“甲”或“乙”），如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是 。
答案： 甲 将电源正负极对调
规范解答：[1]在此过程中，将电能转化为机械能的装置是甲，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。
[2]通电导体受到的磁力方向与磁场方向、电流方向有关。如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是将电源正负极对调，改变电流中的电流方向。
【变式4-2】（2024·安徽合肥·二模）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，下列说法正确的是（ ）
A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变
C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度
D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度
答案：C
规范解答：A．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，是电流做功的过程，故A错误。
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，故受力方向改变，故B错误；
CD．通电线圈受力与电流大小和磁场强度有关，用磁性更强的磁铁，作用力更大，可加快线圈转动速度，对调磁极同时改变电流方向，受力大小不变，方向不变，转速不变，故C正确，D错误。
故选C。
【变式4-3】（2024·江苏泰州·一模）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，灯泡就发光），能够使线圈连续转动的是 （小明/小华）的做法，灯泡会时亮时灭的是 （小明/小华）的做法。
答案： 小华 小华
规范解答：[1][2]小明将线圈的引线两端的漆全部刮完，则线圈快越过平衡位置后，受到相反的力，故不能持续转动，只能看到线圈左右摆动，由于电流是持续的，故灯泡连续发光；小华将线圈引线一端的漆皮完全刮掉，另外一端只刮一部分，这样就保证了线圈越过平衡位置后断电，线圈由于惯性会接着运动，故小华可以看到线圈持续转动，但是电流时有时无的，故是灯时亮时灭。
考点5 电动机工作时的能量转化
【典例分析】（2024·广东广州·三模）（1）如图是电动机的模型，磁场由两个电磁铁提供。abcd是线圈。闭合开关，
①图1中P为磁体N极，Q为磁体 极（选填“N”“S”）；
②图1中线圈ab边受力方向竖直向下，图2中将电源正负极调转后ab边的受力方向竖直向 （选填“上”“下”）。
（2）如图所示，已经将电磁铁接外电源。线圈abcd接入LED和小灯泡。闭合开关后，摇动手柄(未画出)使线圈abcd转动，LED和灯泡可发光。此过程，线圈abcd将 能转化为 能。在方框内画出图中LED和灯泡所在电路的电路图，已经画出LED和等效电源 。
答案： N 下 机械 电
规范解答：（1）[1]①由图得，电流从右边的螺线管的左端流入，由安培定则可知Q为磁体N极。
[2]②磁场中通电导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，将电源正负极对调后，电流方向发生了改变，同时磁场方向也发生了改变，所以通电导体在磁场中受力方向不变，即竖直向下。
（2）[3][4]线圈abcd转动做切割磁感线运动，产生感应电流，使得LED和灯泡可发光，此过程中，线圈abcd由于运动将机械能转化为电能。
[5]线圈abcd运动产生感应电流，相当于电源，开关在干路上，灯泡和LED并联，具体电路如图所示：
【变式5-1】（22-23九年级上·山东临沂·期末）如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．电动机是利用电流磁效应的原理工作的
C．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向
D．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
答案：C
规范解答：A．电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，还有部分要克服摩擦力做功转化为内能，故A错误；
B．电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的，故B错误；
C．改变磁感线方向或者电流方向会改变线圈在磁场中受力方向，故仅改变磁感线方向可以改变线圈转动方向，故C正确；
D．使线圈连续不停转动下去是靠换向器来实现的，故D错误。
故选C。
【变式5-2】（2024·陕西西安·模拟预测）用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁（磁性随温度升高而减弱），可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示。
（1）乙图中，铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池正极。铁钉与磁铁间的吸引力 （选填“大于”或“小于”）磁铁的重力；
（2）丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通电的铁钉由于受到了 的作用而开始旋转；
（3）这个简易电动机工作时，将电能转化为 能；
（4）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 的方向；电动机转动起来后，导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是 （填选项）。
A．可以加快转动速度
B．防止铁钉被磁化
C．电流通过时产生过多热量
答案： 大于 磁场 机械 电流 C
规范解答：（1）[1]乙图中，铁钉和磁铁连起来后，铁钉被磁化，就能竖直地吸在电池正极，铁钉不掉落，说明铁钉与磁铁间的吸引力大于磁铁的重力。
（2）[2]当有电流通过磁铁和铁钉，通电的铁钉会受到磁场力的作用而开始旋转，这就是一个简易的电动机。
（3）[3]电动机工作时，消耗电能，铁钉转动，获得了机械能，是将电能转化为机械能。
（4）[4][5]通电导体在磁场中的受力方向与电流方向及磁场方向有关，演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变电流的方向或者磁场的方向；电动机转动起来后，电流通过磁铁的时间越长，产生的热量越多，其温度越高，磁铁磁性减弱，导线下端歇性地接触磁铁，这样做可以防止电流通过时产生过多热量，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
【变式5-3】（2024·山西晋城·三模）如图所示是某学校科技小组制作的自制小电风扇：将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，一个螺丝吊在正极下方，金属导线连接螺丝和磁铁，都接触良好但不固定，这样螺丝就可以绕电池轴心逆时针旋转，带动风扇转动起来。关于此电风扇，下列说法正确的是（ ）
A．改变电池的正负极，风扇可以转得更快 B．线圈在转动时，始终受到磁感线的作用力
C．转动过程中，机械能转化为电能 D．调换强磁铁的磁极可以改变转动方向
答案：D
规范解答：AD．风扇转动的方向与电流和磁场的方向有关，单独改变电池的正负极方向，或者单独改变磁场的方向，风扇会改变转动方向，转速与电流的方向无关，故A错误，D正确；
B．通电导线在磁场中受到力的作用，线圈在转动时，始终受到磁场的作用力，故B错误；
C．该风扇为电动机，转动过程中，电能转化为机械能，故C错误。
故选D。
考点6 电动机的工作原理
【典例分析】（22-23九年级下·四川内江·开学考试）扬声器与 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”）。由于通过线圈的电流是 的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
答案： 电动机 变化
规范解答：[1]通过扬声器电流大小不同时，通电导线在磁场中受到的力大小不同，从而使得线圈振动，线圈振动，带动纸盆振动，从而发出声音，电动机也是因为通电导体在磁场中受到力的作用，从而使得通电线圈在磁场中转动，所以扬声器与电动机的工作原理相同。
[2]使用扬声器时，通过扬声器线圈的电流是大小不断发生变化的电流，从而使得在磁场中受到不同的力，从而使得线圈振动，带动纸盆振动，发出声音。
【变式6-1】（2024·安徽·一模）电动机在生活中的应用越来越广泛，某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示，图乙是两种不同安装方式的电动机，每个电动机的两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；C和D是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（ ）
A．线圈连续转动是靠电流做功实现的
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．线圈1、2中均产生感应电流，线圈1、2的转动方向相反
D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边的受力方向均发生改变
答案：D
规范解答：A．线圈在非平衡位置连续转动是靠电流做功实现的，在平衡位置连续转动是靠惯性实现的，故A错误；
B．电动机通电后不转，不一定是电路断路，可能是线圈恰好处在平衡位置，线圈受到的作用力不能使线圈产生转动效果，故B错误；
C．由图知，电流从线圈1的右侧流入、左侧流出，电流从线圈2左侧流入、右侧流出，且两图中磁场方向相反，根据影响磁场力方向的因素可知，电流方向和磁场方向都改变时，通电线圈在磁场中的受力方向不变，所以线圈1、2的转动方向相同，故C错误；
D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边边的电流方向均改变，故受力方向均改变，故D正确。
故选D。
【变式6-2】（2024·陕西咸阳·模拟预测）如图甲所示，玻璃球内的导线是分开的，小磁针处于静止状态。当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转；由此可知，当把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了 （选填“导体”或“绝缘体”），此时小磁针的 极将向螺线管偏转；如图乙、丙所示，能说明电动机工作原理的是 （选填“乙”或“丙”）图。
答案： 导体 S 乙
规范解答：[1]小磁针的指向发生偏转，说明螺线管由原来的没有磁性变成了具有磁性，由此可知电路中有了电流。玻璃在常温下是绝缘体，实验中用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态，使电路中有了电流，说明此时的玻璃变成了导体。
[2]利用安培定则，可以确定螺线管的左端为S极、右端为N极，根据磁极间的作用规律知道，小磁针的S极向左偏转，去靠近螺线管的右端。
[3]电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，电路中有电源，故应为图乙；发电机是根据电磁感应原理制成的，电路中无电源，为图丙。
【变式6-3】（22-23九年级上·山东临沂·期末）如图甲可以说明 ，利用其原理制成了 ；图乙的实验可以证明 。
答案： 通电线圈在磁场中受力转动 电动机 通电导体周围存在磁场
规范解答：[1][2]图甲中，给处于磁场中的线圈通电，线圈就会受力转动，根据此原理制成了电动机。
[3]图乙是演示奥斯特实验的装置，给直导线通电，下面的小磁针就会受力转动，这是因为通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应。2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题20.4 电动机（六大考点）
考点1 探究磁场对电流的力的作用 1
考点2 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 4
考点3 通电线圈在磁场中受力情况分析 6
考点4 直流电动机的基本构造及工作示意图 9
考点5 电动机工作时的能量转化 11
考点6 电动机的工作原理 14
考点1 探究磁场对电流的力的作用
【典例分析】（2023九年级·上海·竞赛）如图所示，环形导线和直导线相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径。如果直导线被固定不动，则两者通以图示方向的电流后，环形导线的运动情况是（ ）
A．从左侧观测，绕直导线顺时针转动
B．从左侧观测，绕直导线逆时针转动
C．沿纸面竖直向上运动
D．沿纸面竖直向下运动
【变式1-1】（2024·江苏南京·模拟预测）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”；
（1）应在M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力；
（3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。为了使线圈能持续转动( )
A．两侧全刮
B．一侧全刮，另一侧刮半周
C． 两侧均刮上半周
D．一侧刮上半周，一侧刮下半周
【变式1-2】（2024·广东广州·二模）如图，水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直导轨向里的匀强磁场（磁场强弱和方向处处相同）中，两根相同的金属棒AB、CD与导轨紧密接触且可自由滑动，导轨足够长，AB、CD及定值电阻的阻值均为R，其余部分电阻不计，固定金属棒AB，把双向开关接到接线柱3，金属棒CD受到水平向左的磁场力作用，则（ ）
A．金属棒AB没有受到磁场力的作用 B．金属棒AB受到水平向左的磁场力作用
C．电流流过金属棒AB将电能转化为机械能 D．电流流过金属棒CD将电能全部转化为内能
【变式1-3】（2023·广东清远·二模）如图甲是小明自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，但风却向后吹．小明设计了如图乙所示的实验，探究其原因．
（1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到 的作用；
（2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 影响了铜棒ab运动的方向；
（3）保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明 影响了铜棒ab运动的方向。小明进一步得到结论，当电流方向与磁场方向均对调后，铜棒ab的运动方向将 （填“改变”或“不变”）；
（4）根据实验，要改变小风扇转动方向，小明应该 ；
（5）请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器 。
考点2 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素
【典例分析】（2024·福建泉州·三模）如图所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是（ ）
A．铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的转动方向不变
C．将电源的正负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变
D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘的转动方向改变
【变式2-1】（2024·江苏徐州·三模）如图所示的实验中，闭合开关后，支架上静止的轻质铝管会朝某个方向滚动，这表明磁场对通电导体产生 的作用：改变磁场或 的方向，可以使铝管的运动方向发生改变；根据这个原理可以制成 （选填“电动机”或“发电机”）。
【变式2-2】（23-24九年级下·安徽六安·期中）如图所示为电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到磁场向右的力，于是将炮弹发射出去。如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向 （选填“左”或“右”）的力。
【变式2-3】（2024·安徽合肥·三模）某个LED灯发光的颜色与通过其电流方向的关系如图中所示；将该LED灯与线圈abcd连接后，在两次实验中线圈abcd的转动情况如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．乙图中ab与cd所受磁场力的方向相同
B．乙、丙两图中ab边所受磁场力方向不同
C．丙图中的LED灯发黄光
D．乙、丙两图中流经线圈abcd的电流方向相同
考点3 通电线圈在磁场中受力情况分析
【典例分析】（2022·广东揭阳·模拟预测）如图的线圈abcd位于磁场中，ab和cd的受力方向 ，（相同/不同）理由是： ，此时线圈 （在/不在）平衡位置。
【变式3-1】（2024·广东广州·一模）如图所示，导线a、b通电前固定不动，已知通电后左磁体对a的作用力的方向为水平向右（在图中已正确标出F1）。判断在图中标注力F2、F3、F4的方向。哪个标注是正确的（ ）
A．只有F2正确 B．只有F3正确
C．F2、F3都不正确 D．F2、F4正确
【变式3-2】（23-24九年级上·广东江门·期末）如图所示，表示电流垂直纸面向外的通电导线，表示电流垂直纸面向里的通电导线。根据图甲中通电导体的受力情况，画出乙、丙中通电导体受力的方向。
【变式3-3】（2024·广东广州·三模）如图甲所示，螺线管两边各有一根垂直于纸面的通电导线a、b，电流方向都垂直纸面向里（用“×”表示）。闭合开关S后，小磁针转过180°后静止不动（如图乙所示），此时通电导线b受到向上的磁场力F。
①用箭头画出图乙中A处的磁场方向 ；
②通电导线a和b受到磁场力的方向 （选填“相同”或“相反”）。依据是： 。
考点4 直流电动机的基本构造及工作示意图
【典例分析】（23-24九年级下·安徽淮北·阶段练习）如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（ ）
A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C．图乙中的线圈处在平衡位置上
D．由于具有惯性，线圈能持续转动
【变式4-1】（2024·河南周口·三模）小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是 （选填“甲”或“乙”），如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是 。
【变式4-2】（2024·安徽合肥·二模）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，下列说法正确的是（ ）
A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变
C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度
D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度
【变式4-3】（2024·江苏泰州·一模）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，灯泡就发光），能够使线圈连续转动的是 （小明/小华）的做法，灯泡会时亮时灭的是 （小明/小华）的做法。
考点5 电动机工作时的能量转化
【典例分析】（2024·广东广州·三模）（1）如图是电动机的模型，磁场由两个电磁铁提供。abcd是线圈。闭合开关，
①图1中P为磁体N极，Q为磁体 极（选填“N”“S”）；
②图1中线圈ab边受力方向竖直向下，图2中将电源正负极调转后ab边的受力方向竖直向 （选填“上”“下”）。
（2）如图所示，已经将电磁铁接外电源。线圈abcd接入LED和小灯泡。闭合开关后，摇动手柄(未画出)使线圈abcd转动，LED和灯泡可发光。此过程，线圈abcd将 能转化为 能。在方框内画出图中LED和灯泡所在电路的电路图，已经画出LED和等效电源 。
【变式5-1】（22-23九年级上·山东临沂·期末）如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．电动机是利用电流磁效应的原理工作的
C．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向
D．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
【变式5-2】（2024·陕西西安·模拟预测）用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁（磁性随温度升高而减弱），可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示。
（1）乙图中，铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池正极。铁钉与磁铁间的吸引力 （选填“大于”或“小于”）磁铁的重力；
（2）丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通电的铁钉由于受到了 的作用而开始旋转；
（3）这个简易电动机工作时，将电能转化为 能；
（4）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 的方向；电动机转动起来后，导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是 （填选项）。
A．可以加快转动速度
B．防止铁钉被磁化
C．电流通过时产生过多热量
【变式5-3】（2024·山西晋城·三模）如图所示是某学校科技小组制作的自制小电风扇：将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，一个螺丝吊在正极下方，金属导线连接螺丝和磁铁，都接触良好但不固定，这样螺丝就可以绕电池轴心逆时针旋转，带动风扇转动起来。关于此电风扇，下列说法正确的是（ ）
A．改变电池的正负极，风扇可以转得更快 B．线圈在转动时，始终受到磁感线的作用力
C．转动过程中，机械能转化为电能 D．调换强磁铁的磁极可以改变转动方向
考点6 电动机的工作原理
【典例分析】（22-23九年级下·四川内江·开学考试）扬声器与 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”）。由于通过线圈的电流是 的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
【变式6-1】（2024·安徽·一模）电动机在生活中的应用越来越广泛，某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示，图乙是两种不同安装方式的电动机，每个电动机的两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；C和D是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（ ）
A．线圈连续转动是靠电流做功实现的
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．线圈1、2中均产生感应电流，线圈1、2的转动方向相反
D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边的受力方向均发生改变
【变式6-2】（2024·陕西咸阳·模拟预测）如图甲所示，玻璃球内的导线是分开的，小磁针处于静止状态。当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转；由此可知，当把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了 （选填“导体”或“绝缘体”），此时小磁针的 极将向螺线管偏转；如图乙、丙所示，能说明电动机工作原理的是 （选填“乙”或“丙”）图。
【变式6-3】（22-23九年级上·山东临沂·期末）如图甲可以说明 ，利用其原理制成了 ；图乙的实验可以证明 。
