初中物理苏科版九年级全册安装直流电动机模型教案设计

这是一份初中物理苏科版九年级全册安装直流电动机模型教案设计，共30页。教案主要包含了知识梳理，易混淆点，典例分析，真题操练，探究重点等内容，欢迎下载使用。
专项十六 电磁转换
4 安装直流电动机模型
【知识梳理】
1． 通电导线在磁场中受到__的作用，力的方向跟磁场方向和电流方向都有关，当电流方向或磁场方向变得相反时通电导线受力的方向也变得____．
2． 电动机
①　 电动机主要由____和____组成．
②　 电动机是____________________原理制成．
③　 电动机工作时将____转化成________．
④　 换向器的作用是当线圈转过________时，自动改变线圈中________使线圈能连续转动下去．
【易混淆点】

一、 磁场对通电导线的作用
通电导体在磁场中会受到力的作用。它的受力方向跟电流方向、磁感线方向有关。
1． 原理：通电导体产生的磁场与磁体相互作用使通电导体运动；
2． 能量的转化：电能转化为机械能；
3． 通电导体受力方向的决定因素：磁感线的方向与电流方向；
4． 生活中的应用实例：电动机、扬声器等。
注意：对于电动机还要掌握以下要点：
①　 工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；
②　 平衡位置：线圈平面与磁感线垂直的位置；
③　 换向器的作用：对于直流电动机，线圈每转过平衡位置就自动改变电流的方向。
二、 电动机的基本构造
1． 电动机由转子和定子两部分组成。能够转动的部分叫转子；固定不动的部分叫定子。
2． 当直流电动机的线圈转动到平衡位置时，线圈就不再转动，只有改变线圈中的电流方向，线圈才能继续转动下去。这一功能是由换向器实现的。换向器是由一对半圆形铁片构成的，它通过与电刷的接触，在平衡位置时改变电流的方向。
3． 电动机是根据通电导体在磁场中会受到力的作用原理制成的。
4． 电动机构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，被广泛应用在日常生活和各种产业中。电动机工作时是把电能转化为机械能。

知识点一：直流电动机的构造
【典例分析】
1. 如图为直流电动机的工作原理图，以下分析正确的是 ( )

A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
【真题操练】
2. 根据所示直流电动机的结构示意图，看图写出各部分的名称：abcd是 ；A、B是 ；E、F是 ；N、S是 。在电动机里 的部分叫转子， 的部分叫定子，其中线圈是 ，磁体是 。

知识点二：换向器
【探究重点】
【典例分析】
3. 为了保证电动机朝一个方向转动，能自动完成这一任务的是 ( )
A．继电器 B．电刷 C．变阻器 D．换向器
【真题操练】
4. 如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？ ．如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度将变 ．如果改变线圈中的电流方向，线圈的转动方向将 ．

知识点三：原因分析
【典例分析】
5. 小雨同学自己做了一个直流电动机模型，接通电路后，发现电动机不转动.以下原因不可能的是 ( )
A．电源电压太低 B．电源正、负极接反了
C．开始时，线圈处于平衡位置 D．电刷接触不良
【真题操练】
6. (2020·辽宁省营口市)如图所示是一款常见的电动咖啡搅拌杯，它的核心部件就是电动机，图中能够说明其工作原理的是( )

A. B. C. D.
知识点四：转动方向判断
【典例分析】
7. (2020•江苏盐城模拟)如图所示，导体棒ab向右运动，下列操作能使导体棒向左运动的是( )

A．调换磁极 B．取走一节干电池
C．将导体棒a、b端对调 D．向左移动滑动变阻器滑片
【真题操练】
8. (2020·内蒙古呼伦贝尔市)新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机。下列能说明电动机工作原理的是(　　)
A. B. C. D.

1. 关于电和磁，下列说法中正确的是( )
A.电流周围存在着磁场
B.改变在磁场中运动就一定会产生感应电流
C.导体在磁场中运动就一定会产生感应电流
D.电动机是利用电磁感应原理制成的
2. (2020·天水)我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，小明猜想它的工作原理如图所示，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过强电流时，即可受到强大的推力，小明的猜想与下列实验原理相同的是(　　)
A．；B．C．；D．
3. 下列关于电和磁的说法正确的是(　　)
A．金属导体中的电流方向与导体中自由电子定向移动方向相同
B．家庭电路中同时工作的用电器总功率越大，通过电能表的电流越大
C．磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时南极的指向相同
D．电动机是根据电磁感应原理工作的
4. 直流电动机中使用了换向器，它的作用是 ( )
A．自动改变线圈外的电流方向 B．自动改变线圈的转动方向
C．自动改变线圈中的电流方向 D．自动改变磁感线的方向
5. 如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是(　　)

A．将电源正负极对调下
B．增加电源电压
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
6. 如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。
(1)小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是：　 　；小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机　 　(选填：原方向旋转、不转动、反向旋转)。
(2)学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯并未发光。小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红的看法：　 　；若小明要继续研究，应该使用什么仪器比较妥当：　 　。

7. 中国高铁已经成为世界属目的一张名片。2018年底，铜仁站正式开通高铁，为铜仁的发展带来新的机遇。高铁包含许多物理知识，如:高铁的运动靠电动机驱动等。请你结合所学知识，回答下列问题。
(1)电动机的工作原理是_____________________:
(2)电动机正常工作时，主要的能量转化是_________________:
(3)高铁站台设有安全线，乘客必须站在安全线以外候车。当有列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与列车保持一定的距离，也是非常危险的。请你结合流体压强与流速的关系，简述危险的原因______。


1. 如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大，下列分析正确的是( )

A．c端是S极，a是电源的正极
B．c端是N极，a是电源的负极
C．若滑动变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数增大
D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数增大
2. 关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是(　　)

A. 可以研究发电机的工作原理；
B. 可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系；
C. 可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系；
D. 该装置实验过程中把机械能转化为电能
3. .(2020·河南)(双选)在科学晚会上，小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日，其原理如图 8 所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是( )

A.甲线图相当于电源，乙线圈相当于用电器；
B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能；
C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能；
D.乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力
4. (2020·黑龙江大庆)波士顿大学的科学家设计了一种“波浪能量采集船”。如图所示，在船的两侧装有可触及水面的“工作臂”，“工作臂”的底端装有手掌状的、紧贴水面的浮标。当波浪使浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，完成能量的采集，并把它们储存到船上的大容量电池中。下列选项中与“波浪能量采集船”能量采集原理相同的是(　　)

A．电铃B．动圈式话筒C．动圈式扬声器D．电磁起重机
5. 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．电动机是利用电磁感应的原理工作的
B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向

6. 如图为直流电动机的基本构造示意图。请回答下列问题：

(1)直流电动机的工作原理是 ；
(2)电动机工作过程中，能量的转化是 ；
(3)该模型中AB是电刷，EF是换向器，换向器的作用是 。
7. (2020·广西柳州)如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来，说明有电能转化为______能，若只改变电路中电流的方向，AB的运动方向将______(选填“改变”或“不改变”)。

8. 如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈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。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 (选填“发电机”或“电动机”)，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 (选填“相同”或“相反”)。

9. 同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约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，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是　　(填选项“A”或“B”)。
A．两端全刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)线圈在转动过程中　　能转化为　　能。
(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因　　。

10. 某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1=3×107J，其中η1=60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2=2×106J．设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值q=5×107J/kg．

(1)当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电．电机发电的原理是_______，产生的电能是从汽车的______能转化而来的；
(2)求题述过程中汽车受到的阻力；______
(3)题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示．
①求汽车所消耗汽油的质量m；______
②请将下列表达式填写完整：η1 E1=______(用q、m 、η2和E2表示)．


1. 如图所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD，做成电动机模型，通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是(　　)

A．将线圈两端的漆全部刮去
B．将线圈一端的漆全部刮去，另一端的漆不刮
C．将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在同侧
D．将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在异侧
2. (2020·山西)如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制做了一个小小电动机。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
3. 如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是(　　)

A．直流电动机的原理是电磁感应
B．电动机通电后不转，可能是线圈刚好处在平衡位置
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈刚转到平衡位置时，换向器自动改变电路中电流方向
4. (2020·湖南益阳)将如图甲所示的铜线框上方的尖端挂在电池的正极，并保持良好接触，下端的两个弧形导线头分别压在磁钢柱的前后两侧，且始终与磁钢柱接触良好，磁钢柱吸附在电池底部的负极上，制成如图乙所示的小玩具，铜线框由静止释放后会转动起来，关于该现象，下列说法正确的是(　　)

A．它的原理与发电机原理相同
B．若将磁体的磁极对调，铜线框中电流的方向会改变
C．若将磁体的磁极对调，铜线框的转动方向将会改变
D．若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良导线框不可能转动
5. 在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以 ( )
A．改变通电电流的大小 B．将电源的正负极对调
C．换用磁性更强的磁铁 D．增加电动机的线圈匝数
6. (2020·江苏徐州)如图所示，铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，这是因为受到了______对它的作用力，若改变电流方向，通电后铝棒将向______侧摆动，若铝棒中的电流变大，铝棒的摆动幅度将变______。

7. 在“安装直流电动机模型”的实验中：我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在磁场，磁体会对通电导体产生力的作用吗？

(1)如图所示，将一根导体 ab 置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体运动，说明磁场对 导体有力的作用。
(2)断开开关，将图中磁铁的 N、S 极对调，再闭合开关，会发现导体 ab 的运动方向与对调前的运动方向 (相同/相反)，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(3)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 (相同/相反)，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向， (能/不能)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
8. 学习“电动机”内容时，老师用如图实验装置演示“磁场对通电导线作用力的方向与什么因素有关”的实验后，同学们自然想到力既有方向又有大小，那么磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关呢？以下是小丽、小李与小明的猜想：

小丽猜想：“可能跟磁铁的磁性强弱有关。”
小李猜想：“可能跟导线AB在磁场中的位置有关。”
小明猜想：“可能跟通过导线AB的电流大小有关。”
请你根据如图所示的实验装置，帮助小明设计实验来验证他的猜想，简述你的实验方案：_____。
9. (2020·江苏连云港)白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝______，说明______，由此原理可以制成______。

10. (2020·山东烟台)如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈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。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是______极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的______(选填“发电机”或“电动机”)，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向______(选填“相同”或“相反”)。






专项十六 电磁转换
4 安装直流电动机模型
【知识梳理】
3． 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟磁场方向和电流方向都有关，当电流方向或磁场方向变得相反时通电导线受力的方向也变得相反．
4． 电动机
⑤　 电动机主要由定子和转子组成．
⑥　 电动机是通电导体在磁场中受力的作用原理制成．
⑦　 电动机工作时将电能转化成机械能．
⑧　 换向器的作用是当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向使线圈能连续转动下去．
【易混淆点】

三、 磁场对通电导线的作用
通电导体在磁场中会受到力的作用。它的受力方向跟电流方向、磁感线方向有关。
5． 原理：通电导体产生的磁场与磁体相互作用使通电导体运动；
6． 能量的转化：电能转化为机械能；
7． 通电导体受力方向的决定因素：磁感线的方向与电流方向；
8． 生活中的应用实例：电动机、扬声器等。
注意：对于电动机还要掌握以下要点：
④　 工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；
⑤　 平衡位置：线圈平面与磁感线垂直的位置；
⑥　 换向器的作用：对于直流电动机，线圈每转过平衡位置就自动改变电流的方向。
四、 电动机的基本构造
5． 电动机由转子和定子两部分组成。能够转动的部分叫转子；固定不动的部分叫定子。
6． 当直流电动机的线圈转动到平衡位置时，线圈就不再转动，只有改变线圈中的电流方向，线圈才能继续转动下去。这一功能是由换向器实现的。换向器是由一对半圆形铁片构成的，它通过与电刷的接触，在平衡位置时改变电流的方向。
7． 电动机是根据通电导体在磁场中会受到力的作用原理制成的。
8． 电动机构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，被广泛应用在日常生活和各种产业中。电动机工作时是把电能转化为机械能。

知识点一：直流电动机的构造
【典例分析】
9. 如图为直流电动机的工作原理图，以下分析正确的是 ( )

A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
【答案】B
【解析】
A．电动机通电后不转原因：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．线圈转动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变磁场方向可以改变线圈转动方向，故B正确；
C．电动机工作时电能大部分转化为机械能，还有一小部分转化为内能，故C错误；
D．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D错误。
故选B。
【真题操练】
10. 根据所示直流电动机的结构示意图，看图写出各部分的名称：abcd是 ；A、B是 ；E、F是 ；N、S是 。在电动机里 的部分叫转子， 的部分叫定子，其中线圈是 ，磁体是 。

【答案】线圈 电刷 换向器 磁体 转动 固定 转子 定子
【解析】
[1][2][3][4][5][6][7][8]从图中可以看出，abcd是线圈；A、B是电刷；E、F是换向器；N、S是磁体。在电动机里转动的部分叫转子，固定的部分叫定子，其中线圈转动是转子，磁体固定不动是定子。
知识点二：换向器
【探究重点】
【典例分析】
11. 为了保证电动机朝一个方向转动，能自动完成这一任务的是 ( )
A．继电器 B．电刷 C．变阻器 D．换向器
【答案】D
【解析】
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，为了使线圈能持续的转动下去，在输入电流时利用换向器来改变线圈中的电流方向，从而改变它两边的受力方向，即促使线圈连续转动．
【真题操练】
12. 如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？ ．如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度将变 ．如果改变线圈中的电流方向，线圈的转动方向将 ．

【答案】能 大 改变
【解析】
[1]如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，即一端刮去一半，另一端全部刮去，这样当线圈通过电流时，受磁场力转动，转到平衡位置时，电流被切断，线圈可以利用惯性继续转动，所以通电后线圈能连续转动；
[2]如果通过线圈的电流变大，线圈受到的磁场力变大，所以转动速度将变大；
[3]如果改变线圈中的电流方向，线圈受到的磁场力方向相反，所以转动方向将改变．
【点睛】
注意理解导线一端刮去半周时，有类似换向器的作用，但又不完全相同，换向器是改变电流方向，而刮去半周只是切断电流，让线圈依靠惯性继续转动下去．
知识点三：原因分析
【典例分析】
13. 小雨同学自己做了一个直流电动机模型，接通电路后，发现电动机不转动.以下原因不可能的是 ( )
A．电源电压太低 B．电源正、负极接反了
C．开始时，线圈处于平衡位置 D．电刷接触不良
【答案】B
【解析】
ACD.电动机在转动时电源电压过低电动机就不转，电刷接触不良时，没有电流通过线圈也不转动，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，它是一种将电能转化为机械能的机器．为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动．故ACD不符合题意；
B. 电源正、负极接反了,电动机将反转，而不是不转，故B符合题意．
【真题操练】
14. (2020·辽宁省营口市)如图所示是一款常见的电动咖啡搅拌杯，它的核心部件就是电动机，图中能够说明其工作原理的是( )

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A．A图为探究通电导体在磁场中受力运动的实验，它的结论与电动机的工作原理相同，故A符合题意；
B．B图为奥斯特实验，它说明了通电导体周围存在磁场，与电动机的工作原理不同，故B不符合题意；
C．C图为研究电磁感应现象的实验，它的结论与电动机的工作原理不同，故C不符合题意；
D．D图为研究通电螺线管的磁场特点的实验，它的结论与电动机的工作原理不同，故D不符合题意。
故选A。
知识点四：转动方向判断
【典例分析】
15. (2020•江苏盐城模拟)如图所示，导体棒ab向右运动，下列操作能使导体棒向左运动的是( )

A．调换磁极 B．取走一节干电池
C．将导体棒a、b端对调 D．向左移动滑动变阻器滑片
【答案】A
【解析】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向两个因素有关；
A.将磁体的磁极对调，磁场方向与原来相反，则导体棒的受力方向与原来相反，能使导体棒向左运动，故A正确；
B.取走一节干电池，减小电源电压，减小电路中的电流，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故B错误；
C.将导体棒a、b端对调，不能改变导体中的电流方向，不能改变受力方向，故C错误；
D.将滑动变阻器的滑片P向左移动，电路的电阻减小，电路中的电流增大，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故D错误．
【真题操练】
16. (2020·内蒙古呼伦贝尔市)新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机。下列能说明电动机工作原理的是(　　)
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A．图中是奥斯特的实验装置图，说明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理图，故B符合题意；
C．图中没有电源，是发电机的工作原理图，故C不符合题意；
D．图中是电磁铁的装置，不是电动机的工作原理图，故D不符合题意。
故选B。

8. 关于电和磁，下列说法中正确的是( )
A.电流周围存在着磁场
B.改变在磁场中运动就一定会产生感应电流
C.导体在磁场中运动就一定会产生感应电流
D.电动机是利用电磁感应原理制成的
【答案】A
【解析】奥斯特实验证明电流周围存在着磁场，A正确；通电螺线管磁性强弱的影响因素为：电流的大小和线圈的匝数，电流越大，匝数越多，磁性越强。改变螺线管中电流的方向会改变磁极，B错误；只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，C错误；电动机是利用通电导体(线圈)在磁场中受力运动(转动)的原理制成的，D错误。
9. (2020·天水)我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，小明猜想它的工作原理如图所示，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过强电流时，即可受到强大的推力，小明的猜想与下列实验原理相同的是(　　)
A．；B．C．；D．
【答案】C。
【解析】由题意可知，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，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、图中的实验说明条形磁铁对小磁针有力的作用，是磁体的基本性质，故A不符合题意；
B、由图知，这是研究电磁铁磁性强弱的影响因素，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器的工作原理相同，故C符合题意；
D、图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流，这是电磁感应现象，故D不符合题意。故选：C。
10. 下列关于电和磁的说法正确的是(　　)
A．金属导体中的电流方向与导体中自由电子定向移动方向相同
B．家庭电路中同时工作的用电器总功率越大，通过电能表的电流越大
C．磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时南极的指向相同
D．电动机是根据电磁感应原理工作的
【答案】B．
【解析】(1)物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向；
(2)家庭电路电流大的原因：总功率过大；
(3)我们规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向；
(4)带电磁铁的仪器利用的是电流的磁效应原理．
A．自由电子是负电荷，所以金属导体中的电流方向与自由电子定向移动方向相反，故A错误；
B．接入电路的用电器总功率越大，由公式I=可知通过电能表的电流就越大，故B正确；
C．小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，故C错误；
D．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故D错误．
11. 直流电动机中使用了换向器，它的作用是 ( )
A．自动改变线圈外的电流方向 B．自动改变线圈的转动方向
C．自动改变线圈中的电流方向 D．自动改变磁感线的方向
【答案】C
【解析】直流电动机的换向器的作用是当线圈刚好转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使线圈不停的转动。
故选C。
12. 如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是(　　)

A．将电源正负极对调下
B．增加电源电压
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
【答案】A
【解析】
A．闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，就要改变线圈的受力方向，即改变电流方向或改变磁场方向。将电源正负极对调，就可以改变电流方向，故A符合题意；
B．增加电源电压，只能增大电流改变线圈的转速，而不能改变转动方向，故B不合题意；
C．换用磁性更强的磁铁，只能改变线圈的转速，而不能改变线圈的转动方向，故C不合题意；
D．对调磁极同时改变电流方向，那么线圈的受力方向与原来相同，故D不合题意。
故选A。
13. 如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。
(1)小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是：　 　；小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机　 　(选填：原方向旋转、不转动、反向旋转)。
(2)学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯并未发光。小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红的看法：　 　；若小明要继续研究，应该使用什么仪器比较妥当：　 　。

【答案】(1)通电线圈在磁场中受到力的作用；反向旋转；(2)不同意；灵敏电流表。
【解析】(1)电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以将电池反向接到电动机两端，看到电动机反向旋转；
(2)用手搓动电动机的转轴，线圈在磁场中切割磁感线，因此在线圈中也产生感应电流，但小灯泡需要较大的电流才能工作，应该用灵敏电流表代替小灯泡。
14. 中国高铁已经成为世界属目的一张名片。2018年底，铜仁站正式开通高铁，为铜仁的发展带来新的机遇。高铁包含许多物理知识，如:高铁的运动靠电动机驱动等。请你结合所学知识，回答下列问题。
(1)电动机的工作原理是_____________________:
(2)电动机正常工作时，主要的能量转化是_________________:
(3)高铁站台设有安全线，乘客必须站在安全线以外候车。当有列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与列车保持一定的距离，也是非常危险的。请你结合流体压强与流速的关系，简述危险的原因______。

【答案】通电线圈在磁场中受力转动 电能转化为机械能 因为动车进站时，列车速度较大，列车附近的空气流速变大，压强变小，而人背后的地方空气流速相对较小，压强大，所以人靠近车体或在安全线内，很容易被外侧较大的压强压向列车，发生危险
【解析】
第一空．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用(通电线圈在磁场中受力转动)而制成的；
第二空．电动机工作时，消耗电能，获得机械能，即将电能主要转化为机械能；
第三空．列车驶过时，列车带动人和车之间的空气流动速度加快，人外侧的空气流动速度较慢；根据流体压强与流速的关系可知，空气在人内侧流速快压强小，外侧空气流速慢压强大，会产生一个向内侧(列车)的压强差，将人推向火车，非常危险。

11. 如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大，下列分析正确的是( )

A．c端是S极，a是电源的正极
B．c端是N极，a是电源的负极
C．若滑动变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数增大
D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数增大
【答案】B
【解析】
AB．闭合开关S，弹簧测力计的示数增大，说明电磁铁吸引条形磁体，c端是N极，根据安培定则b是电源的正极，a是电源的负极，A错误，B正确；
C．若滑动变阻器的滑片向右滑动，接入电路的电阻增大，电流变小，磁性减弱，弹簧测力计的示数应该减小，C错误；
D．如果正负极位置对调，c为S极，与条形磁极同名磁极相互排斥，弹簧测力计的示数减小，D错误。
故选B。
12. 关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是(　　)

A. 可以研究发电机的工作原理；
B. 可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系；
C. 可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系；
D. 该装置实验过程中把机械能转化为电能
【答案】C。
【解析】该装置中有电源提供电能，是研究通电导体在磁场中受力的装置，通过本装置可以研究磁场对通电导体的作用力方向与电流方向、磁场方向的关系，根据此原理可制成电动机，在实验过程中消耗的电能转化为机械能，故ABD错、C正确。故选C。
13. .(2020·河南)(双选)在科学晚会上，小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日，其原理如图 8 所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是( )

A.甲线图相当于电源，乙线圈相当于用电器；
B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能；
C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能；
D.乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力
【答案】AD。
【解析】A 选项，推动甲线圈，乙线圈随之摆动，甲线圈是发电机，乙线圈是电动机，故 A 正确；
B 选项，甲线圈是发电机，机械能转化为电能，故 B 错误；
C 选项，乙线圈是电动机，电能转化为机械能，故 C 错误；
D 选项，乙线圈是电动机，其原理为通电导体在磁场中受力。
14. (2020·黑龙江大庆)波士顿大学的科学家设计了一种“波浪能量采集船”。如图所示，在船的两侧装有可触及水面的“工作臂”，“工作臂”的底端装有手掌状的、紧贴水面的浮标。当波浪使浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，完成能量的采集，并把它们储存到船上的大容量电池中。下列选项中与“波浪能量采集船”能量采集原理相同的是(　　)

A．电铃B．动圈式话筒C．动圈式扬声器D．电磁起重机
【答案】B
【解析】
“波浪能量采集船”能量采集原理是电磁感应现象。
A．电铃的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故Ａ错误；
B．动圈式话筒和发电机原理相同，都是根据电磁感应现象工作的，故B正确；
C．动圈式扬声器和电动机原理相同，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故C错误；
D．电磁起重机的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故D错误。
故选B。
15. 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．电动机是利用电磁感应的原理工作的
B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向

【答案】D
【解析】A.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，故A错误；
B.电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，有一部分电能转化成了热能，故B错误；
C.使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，故C错误；
D.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故D正确
16. 如图为直流电动机的基本构造示意图。请回答下列问题：

(1)直流电动机的工作原理是 ；
(2)电动机工作过程中，能量的转化是 ；
(3)该模型中AB是电刷，EF是换向器，换向器的作用是 。
【答案】通电线圈在磁场中受到力的作用 电能转化为机械能 当线圈转到平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，使得线圈持续转动
【解析】
(1)[1]磁场对通电导线有力的作用，电动机的工作原理就是利用通电线圈在磁场中受到力转动工作的；
(2)[2]电动机工作过程中，消耗电能产生机械能和内能，所以主要是将电能转化为机械能的过程；
(3)[3]线圈受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；转到平衡位置时，通过换向器及时改变电流方向，使得线圈持续转动。
17. (2020·广西柳州)如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来，说明有电能转化为______能，若只改变电路中电流的方向，AB的运动方向将______(选填“改变”或“不改变”)。

【答案】机械能 改变
【解析】
[1]闭合开关，蹄形磁铁中的金属棒AB受到磁力的作用而运动，电能转化为机械能。
[2]导体AB受到磁力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只改变其中之一，导体受到的磁力方向会发生改变。
18. 如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈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。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 (选填“发电机”或“电动机”)，若只将电源的正负极互换，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】N 电动机 相反
【解析】
[1]由图得，电磁铁上表面的电流方向向由，由右手安培定则得，电磁铁的上端是N极。
[2]该图中线圈的转动是靠通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。
[3]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，只改变电流方向或者只改变磁场方向，通电导体受到的力方向与原来相反。因此若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向相反。
19. 同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约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，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是　　(填选项“A”或“B”)。
A．两端全刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)线圈在转动过程中　　能转化为　　能。
(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因　　。

【答案】(1)B；(2)电；机械；(3)电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。
【解析】(1)在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法来改变通入线圈的电流方向。故选B。
(2)根据电动机的原理知，能转动的原因是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动，线圈在转动过程中消耗电能转化为机械能。
(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。
20. 某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1=3×107J，其中η1=60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2=2×106J．设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值q=5×107J/kg．

(1)当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电．电机发电的原理是_______，产生的电能是从汽车的______能转化而来的；
(2)求题述过程中汽车受到的阻力；______
(3)题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示．
①求汽车所消耗汽油的质量m；______
②请将下列表达式填写完整：η1 E1=______(用q、m 、η2和E2表示)．
【答案】电磁感应 机械 2000N 1kg η2qm－E2
【解析】
第一空、第二空．驱动电机反转为发电机给蓄电池充电，将汽车的机械能转化为电能，它的基本原理是电磁感应；
第三空．汽车牵引力为：

因为匀速行驶，所以受力平衡，阻力等于牵引力为2000N；
第四空．驱动汽车行驶消耗的来自于燃油的能量为：
驱动汽车行驶和对蓄电池充电的总能量为：
燃料燃烧放出的总热量为：汽车所消耗汽油的质量为： ；
第五空．η1 E1即驱动汽车前进消耗的来自于燃料的能量，燃料燃烧放出的总热量为： ，其中的η2用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，用于充电的能量为E2，因此用于驱动汽车行驶的能量为：，即：η1 E1=η2qm－E2．


11. 如图所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD，做成电动机模型，通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是(　　)

A．将线圈两端的漆全部刮去
B．将线圈一端的漆全部刮去，另一端的漆不刮
C．将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在同侧
D．将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在异侧
【答案】C
【解析】
没有换向器，不能改变线圈中的电流方向，就不能改变线圈的受力方向，所以闭合开关S后，发现线圈只能偏转至图示位置、不能持续转动，要想让线圈持续转动，需增加换向器，即将将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在同侧，相当于添加一个换向器，使线圈能够持续转动，故C正确。
故选C。
12. (2020·山西)如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制做了一个小小电动机。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。
【解析】A、只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故A错误。
B、只增加线圈的匝数可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故B错误。
C、只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故C错误。
D、只将磁铁的磁极对调，改变了磁场方向，改变了转动方向，故D正确。故选：D。
13. 如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是(　　)

A．直流电动机的原理是电磁感应
B．电动机通电后不转，可能是线圈刚好处在平衡位置
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈刚转到平衡位置时，换向器自动改变电路中电流方向
【答案】B
【解析】A、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，故A错误；
B、电动机通电后不转，可能是线圈处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用，故B正确；
C、电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，但也有少部分转化为内能，故C错误；
D、换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，故D错误。
故选：B。
14. (2020·湖南益阳)将如图甲所示的铜线框上方的尖端挂在电池的正极，并保持良好接触，下端的两个弧形导线头分别压在磁钢柱的前后两侧，且始终与磁钢柱接触良好，磁钢柱吸附在电池底部的负极上，制成如图乙所示的小玩具，铜线框由静止释放后会转动起来，关于该现象，下列说法正确的是(　　)

A．它的原理与发电机原理相同
B．若将磁体的磁极对调，铜线框中电流的方向会改变
C．若将磁体的磁极对调，铜线框的转动方向将会改变
D．若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良导线框不可能转动
【答案】C
【解析】
A．铜线框由静止释放后，由于铜线中有电流通过，铜线在磁场中受到力的作用，会转动起来，和电动机的原理是相同的，故A错误；
B．电流是从电源的正极出来，经过导线后回到电源的负极，电流方向与磁场的方向无关，故B错误；
C．若将磁体的磁极对调，则导线在磁场中受到力的方向会发生改变，即铜线框的转动方向将会改变，故C正确；
D．若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良，但另一条导线仍然受到磁力的作用，仍然会转动，故D错误。
故选C。
15. 在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以 ( )
A．改变通电电流的大小 B．将电源的正负极对调
C．换用磁性更强的磁铁 D．增加电动机的线圈匝数
【答案】B
【解析】
A．电流的大小与电动机的转动方向无关，所以A选项不正确；
B．将电源的正负极对调，就改变了电流方向，电动机转动方向改变，所以B选项正确；
C．因为电动机的转动方向与磁场的强弱无关，所以C选项不正确；
D．增加电动机的线圈匝数，增强了磁场，但电动机转动方向不变，所以D选项不正确．
16. (2020·江苏徐州)如图所示，铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，这是因为受到了______对它的作用力，若改变电流方向，通电后铝棒将向______侧摆动，若铝棒中的电流变大，铝棒的摆动幅度将变______。

【答案】磁场 右 大
【解析】
[1]铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，说明受到了磁场对它的作用力。
[2][3]力的方向与磁场方向及电流方向有关；若改变电流方向，通电后铝棒受力方向改变，将向右侧摆动；若铝棒中的电流变大，铝棒受力变大，摆动幅度将变大。
17. 在“安装直流电动机模型”的实验中：我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在磁场，磁体会对通电导体产生力的作用吗？

(1)如图所示，将一根导体 ab 置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体运动，说明磁场对 导体有力的作用。
(2)断开开关，将图中磁铁的 N、S 极对调，再闭合开关，会发现导体 ab 的运动方向与对调前的运动方向 (相同/相反)，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(3)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 (相同/相反)，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向， (能/不能)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
【答案】通电 相反 磁场方向 相反 电流方向 不能
【解析】
(1)[1]根据题意知道，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
(2)[2][3]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(3)[4] [5]断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中电流方向改变，磁场方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
(4)[6]如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体在磁场中受力方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
18. 学习“电动机”内容时，老师用如图实验装置演示“磁场对通电导线作用力的方向与什么因素有关”的实验后，同学们自然想到力既有方向又有大小，那么磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关呢？以下是小丽、小李与小明的猜想：

小丽猜想：“可能跟磁铁的磁性强弱有关。”
小李猜想：“可能跟导线AB在磁场中的位置有关。”
小明猜想：“可能跟通过导线AB的电流大小有关。”
请你根据如图所示的实验装置，帮助小明设计实验来验证他的猜想，简述你的实验方案：_____。
【答案】见解析。
【解析】磁铁的磁性强弱、导线AB在磁铁中的位置不变，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中电流的大小，观察两次导线AB的运动速度的变化快慢，若快慢不同则说明磁场对通电导线作用力的大小与电流大小有关。
19. (2020·江苏连云港)白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝______，说明______，由此原理可以制成______。

【答案】晃动 通电导体在磁场中受力 电动机
【解析】
[1][2][3]将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，发现灯丝在晃动，说明通电导体在磁场中受力的作用，电动机是根据此原理制成的。
20. (2020·山东烟台)如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈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。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是______极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的______(选填“发电机”或“电动机”)，若只将电源的正负极互换，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】N 电动机 相反
【解析】
[1]由图得，电磁铁上表面的电流方向向由，由右手安培定则得，电磁铁的上端是N极。
[2]该图中线圈的转动是靠通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。
[3]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，只改变电流方向或者只改变磁场方向，通电导体受到的力方向与原来相反。因此若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向相反。