沪科版九年级全册第三节 科学探究：电动机为什么会转动练习题

这是一份沪科版九年级全册第三节 科学探究：电动机为什么会转动练习题，共23页。试卷主要包含了3 科学探究，直流电动机的转向与转速的调节等内容，欢迎下载使用。

17.3 科学探究：电动机为什么会转动
【知识梳理】
一、电动机的构造：
直流电动机主要由：磁铁、线圈、换向器和电刷等构成。
二、磁场对电流的作用
1、通电导体在磁场里受到力的作用，其作用的方向跟磁感线方向和电流方向有关。当磁场方向、电流方向这两个因素中一个发生改变时，通电导线受力的方向发生改变；当两个因素同时改变时，通电导线受力的方向不变。
2、磁场对电流产生作用的两个不可缺少的条件是磁场和电流。
三、电动机是怎样转动的
1、原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。它工作时将电能转化机械能。
2、换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置时，就自动改变通入线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
【易错点】
1.在探究通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向、磁感线的方向之间的关系时，要注意控制变量法的使用。
2.直流电动机的转向与转速的调节：电动机线圈的转向与转速是两个完全不同的概念，影响转向的因素是电流的方向和磁感线的方向，影响转速的因素是线圈中电流的大小、磁场的强弱和线圈的匝数。若要改变直流电动机的转向，只要改变电流的方向或磁感线的方向即可；若要改变直流电动机的转速，只要改变电流的大小磁场的强弱或线圈的匝数即可。
【规律总结】
1.通电导体在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时，通电导线的受力方向改变；当电流方向或磁感线方向同时改变时，通电导线的受力方向不改变。
2.电动机的工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。它把电能转化为机械能。
【典例分析】
（2021山东潍坊中考）如图所示是某同学自制的玩具电动机，一块钕铁椭圆形磁铁吸在干电池底部，将一段裸露的铜线折成矩形线框，上边与电池正极接触，下边搭接在磁铁上，观察到线框顺时针转动，则（ ）
A．该过程中机械能转化为电能
B．线框左右两边所受磁场力方向相同
C．若仅调换电池两极，线框将逆时针转动
D．若仅调换磁铁两极，线框仍顺时针转动
【思路小结】
根据“通电导体在磁场中要受到力的作用，力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时，通电导线的受力方向改变”知识点，即可分析出原图中左右两段导线周围的磁场方向不同，电流方向相同，因而受力方向改变；仅调换电池两极和若仅调换磁铁两极，都会改变一个因素，因而通电导线的受力方向将发生改变。
【真题操练】
1．（2021四川成都中考）下列用电器使用了电动机的是（ ）
A．电风扇B．电水壶C．台灯D．手电筒
2．（2021江苏无锡中考）用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（ ）
A．仅换用磁性更强的磁体B．仅增加AB中的电流强度
C．仅将磁体的N、S极对调D．仅将铝棒AB换成铜棒
3．（2021广东广州中考）如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，用Fab，Fcd，Fa'b'，Fc′d′分别表示图乙丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（ ）
A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下B．Fab竖直向上，Fcd竖直向下
C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上
4．（2021海南九年级月考）如图所示的装置中，当闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（ ）
A．此现象说明磁可以生电
B．只调换蹄形磁铁两极，导体ab的运动方向将改变
C．发电机是利用图示装置原理来工作的
D．将电源正负极对调，导体ab的运动方向不变
5．（2021重庆九年级月考）目前， 市区里的老旧小区正在进行水路改造， 改造中用到了冲击钻， 冲击钻工作时， 钻头在电动机的带动下， 不断地冲击墙壁打出圆孔， 如图所示，冲击钻在工作过程中， 关于其能量转化正确的是（ ）
A．内能转化为机械能B．内能转化为电能
C．只有机械能和电能的转化D．有电能、机械能和内能的转化
6．（2021辽宁抚顺三模）牙齿健康问题，越来越得到重视，电动牙刷已经成为了一款比较受欢迎的小家电，如图所示，关于电动牙刷下列说法正确的是（ ）
A．使用电动牙刷的过程中电能主要转化为机械能
B．电动牙刷里的电动机工作原理是电流的磁效应
C．在给电池充电时电池相当于电源
D．电动牙刷上的指示灯主要是超导材料制成
7．（2021·广东·广州市育才中学二模）如图所示，用“⨂”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。若此时通电导线受到的力向上，则以下四个选项中，力的方向判断正确的是（ ）
A．B．C．D．
8．（2021内蒙古兴安盟中考）如图所示，将矩形铜线框ACDF上的B、E两点接入电路并放入磁场中，AB、BC、ED和FE段都受到磁场的作用力，下列哪两段线框在磁场中受力的方向相同（ ）
A．AB段与BC段B．AB段与ED段C．BC段与ED段D．ED段与FE段
9．（2020四川资阳中考）如图所示，放在磁场中的导体棒ab通过水平光滑金属导轨与螺线管、开关和电源构成闭合回路，可自由转动的小磁针静止在图示位置。
（1）在图中标出闭合开关瞬间螺线管中电流方向、螺线管左端的极性和小磁针N极的偏转方向______；
（2）闭合开关后导体棒将沿______（选填“水平”或“竖直”）方向运动。
10．（2021甘肃临洮二模）为了保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，新能源汽车的核心部件是电动机，电动机工作时将_______能转化为机械能，和电动机原理相同的应用还有_________。
11．（2021广东中山九年级月考）如图所示，是探究“让通电导线在磁场中动起来”的实验装置。当闭合开关后，导体棒ab在轨道上向右运动，交换磁极方向后，闭合开关，导体棒ab向左运动，这说明磁场中通电导线受力方向和______有关；从能量角度来看，磁场对电流有力的作用，表明电能可以转化为______。______（选填“扬声器”或“麦克风”）就是根据上述原理工作的。
12．（2021安徽宣城一模）实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时，通电导线产生的磁场对导线具有向右的作用力；通电导线产生的磁场对导线具有向左的作用力，如图甲所示。如果改变导线中的电流方向， 如图乙所示。此时导线受到导线作用力的方向___________（选填“向左”或“向右”）。
13．请完成下列问题｡
做奥斯特实验时，若将小磁针替换成一根与导线ab部分平行的直导线cd并通电｡请根据已学知识推测，通电导线ab与cd之间____（选填“有”或“没有”）相互作用力，依据是____________________｡
14．（2021北京顺义二模）某同学用完好无损的元件连接了图所示电路，闭合开关后，导体棒AB向右运动；将蹄形磁铁的N、S极位置互换，闭合开关，导体棒AB向左运动，该同学探究的问题是________。
15．（2021江苏苏州九年级月考）如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的___________，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为___________和内能。
16．（2021辽宁新抚一模）将磁铁靠近正发光的灯泡时，灯丝发生了抖动。小明分析这是因为通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟 ______ 方向、 ______ 方向都有关， ______（填“电动机”或“发电机”）是利用这个原理制成的。
17．（2021河南西峡九年级期末）如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为______（选填“a→b”或“b→a”），ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向______。
18．（2021山东东明九年级期末）如图所示，将两根水平平行的铜丝制成的光滑轨道放置于蹄形磁体的磁场中，用导线将两根轨道的右端分别与电源的两极连接，在轨道上垂直于轨道放置一根细铜棒，使铜棒与轨道接触良好，然后进行如下实验：闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向，断开开关后将铜棒放回原来的位置；把电源的正负极对调后接入电路，闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向。请概括实验中探究的科学问题是___________。
19．（2020山东烟台中考）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”）。
20．（2021广东潮阳一模）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图示组装实验器材。
（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒（金属棒为实心且形状体积相同，）（____）
A．铁棒 B．钢棒 C．铜棒 D．铝棒
（2）选择恰当直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线EF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，______（选填“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与______有关；改变电流方向，导体向另一方向运动，这说明导体运动方向与______有关。
（4）若要使直导线运动速度加快，除了增大电流，还可采取的方法（写出一种）：______。
21．（2021江苏泰州二模）在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）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另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在______，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关前，导体______，闭合开关后，导体______，说明磁场对通电导体有力的作用。
（3）断开开关，将图中磁体的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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
（4）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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
（5）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。
沪科版九年级
第十七章《从指南针到磁浮列车》
17.3 科学探究：电动机为什么会转动
【知识梳理】
一、电动机的构造：
直流电动机主要由：磁铁、线圈、换向器和电刷等构成。
二、磁场对电流的作用
1、通电导体在磁场里受到力的作用，其作用的方向跟磁感线方向和电流方向有关。当磁场方向、电流方向这两个因素中一个发生改变时，通电导线受力的方向发生改变；当两个因素同时改变时，通电导线受力的方向不变。
2、磁场对电流产生作用的两个不可缺少的条件是磁场和电流。
三、电动机是怎样转动的
1、原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。它工作时将电能转化机械能。
2、换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置时，就自动改变通入线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
【易错点】
1.在探究通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向、磁感线的方向之间的关系时，要注意控制变量法的使用。
2.直流电动机的转向与转速的调节：电动机线圈的转向与转速是两个完全不同的概念，影响转向的因素是电流的方向和磁感线的方向，影响转速的因素是线圈中电流的大小、磁场的强弱和线圈的匝数。若要改变直流电动机的转向，只要改变电流的方向或磁感线的方向即可；若要改变直流电动机的转速，只要改变电流的大小磁场的强弱或线圈的匝数即可。
【规律总结】
1.通电导体在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时，通电导线的受力方向改变；当电流方向或磁感线方向同时改变时，通电导线的受力方向不改变。
2.电动机的工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。它把电能转化为机械能。
【典例分析】
（2021山东潍坊中考）如图所示是某同学自制的玩具电动机，一块钕铁椭圆形磁铁吸在干电池底部，将一段裸露的铜线折成矩形线框，上边与电池正极接触，下边搭接在磁铁上，观察到线框顺时针转动，则（ ）
A．该过程中机械能转化为电能
B．线框左右两边所受磁场力方向相同
C．若仅调换电池两极，线框将逆时针转动
D．若仅调换磁铁两极，线框仍顺时针转动
【答案】C
【解析】
该过程中电能转化为机械能，故A不符合题意；左右两段导线周围的磁场方向不同，电流方向相同，所受磁场力方向不同，故B不符合题意；若仅调换电池两极，电流方向改变，线框将逆时针转动，若仅调换磁铁两极，磁场方向改变，线框将逆时针转动，故C符合题意，D不符合题意。故选C。
【思路小结】
根据“通电导体在磁场中要受到力的作用，力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时，通电导线的受力方向改变”知识点，即可分析出原图中左右两段导线周围的磁场方向不同，电流方向相同，因而受力方向改变；仅调换电池两极和若仅调换磁铁两极，都会改变一个因素，因而通电导线的受力方向将发生改变。
【真题操练】
1．（2021四川成都中考）下列用电器使用了电动机的是（ ）
A．电风扇B．电水壶C．台灯D．手电筒
【答案】A
【解析】
电风扇是将电能转化机械能，应用了电动机。故A符合题意；电水壶是将电能转化为内能。故B不符合题意；台灯是将电能转化为内能和光能。故C不符合题意；手电筒是将化学能转为内能和光能。故D不符合题意。故选A。
2．（2021江苏无锡中考）用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（ ）
A．仅换用磁性更强的磁体B．仅增加AB中的电流强度
C．仅将磁体的N、S极对调D．仅将铝棒AB换成铜棒
【答案】C
【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有关；换用磁性更强的磁体，不会改变运动方向，故A不符合题意；增加AB中的电流强度，不会改变运动方向，故B不符合题意；磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，故C符合题意；将铝棒AB换成铜棒，不会改变运动方向，故D不符合题意。故选C。
3．（2021广东广州中考）如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，用Fab，Fcd，Fa'b'，Fc′d′分别表示图乙丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（ ）
A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下B．Fab竖直向上，Fcd竖直向下
C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上
【答案】D
【解析】
磁场力方向影响因素有：磁场方向和电流方向，已知甲图中磁场对导体的力F竖直向上，乙图中磁场方向与甲图一致，而导体ab电流方向与甲图相反，所以Fab方向竖直向下，导体cd电流方向与甲图一致，所以Fcd方向竖直向上，故AB错误；磁场力方向影响因素有：磁场方向和电流方向，甲图中磁场对导体的力F竖直向上，图丙磁场方向与图甲相反，导体a′b′电流方向与图甲相同，所以Fa′b′竖直向下，导体c′d′电流方向与图甲相反，所以Fc′d′竖直向上，故C错误，D正确。故选D。
4．（2021海南九年级月考）如图所示的装置中，当闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（ ）
A．此现象说明磁可以生电
B．只调换蹄形磁铁两极，导体ab的运动方向将改变
C．发电机是利用图示装置原理来工作的
D．将电源正负极对调，导体ab的运动方向不变
【答案】B
【解析】
当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，此现象说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A错误；只调换蹄形磁铁两极，磁场方向发生改变，导体ab的运动方向将改变，故B正确；此现象说明通电导体在磁场中受到力的作用，发电机是根据电磁感应现象制成的，故C错误；将电源正负极对调，电流方向发生改变，导体ab的运动方向将改变，故D错误。故选B。
5．（2021重庆九年级月考）目前， 市区里的老旧小区正在进行水路改造， 改造中用到了冲击钻， 冲击钻工作时， 钻头在电动机的带动下， 不断地冲击墙壁打出圆孔， 如图所示，冲击钻在工作过程中， 关于其能量转化正确的是（ ）
A．内能转化为机械能B．内能转化为电能
C．只有机械能和电能的转化D．有电能、机械能和内能的转化
【答案】D
【解析】
当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化，故ABC错误；D正确。故选D。
6．（2021辽宁抚顺三模）牙齿健康问题，越来越得到重视，电动牙刷已经成为了一款比较受欢迎的小家电，如图所示，关于电动牙刷下列说法正确的是（ ）
A．使用电动牙刷的过程中电能主要转化为机械能
B．电动牙刷里的电动机工作原理是电流的磁效应
C．在给电池充电时电池相当于电源
D．电动牙刷上的指示灯主要是超导材料制成
【答案】A
【解析】
电动牙刷的主要工作部分是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，其工作时消耗电能转化为机械能，故A正确，B错误；在给电池充电时电池需要消耗电能，故电池相当于用电器，故C错误；电动牙刷上的指示灯主要是半导体材料制成，故D错误。故选A。
7．（2021·广东·广州市育才中学二模）如图所示，用“⨂”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。若此时通电导线受到的力向上，则以下四个选项中，力的方向判断正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】
由图可知，当磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向上的；故A错误；磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故B错误；磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向下的；故C正确；磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向下的；故D错误。故选C。
8．（2021内蒙古兴安盟中考）如图所示，将矩形铜线框ACDF上的B、E两点接入电路并放入磁场中，AB、BC、ED和FE段都受到磁场的作用力，下列哪两段线框在磁场中受力的方向相同（ ）
A．AB段与BC段B．AB段与ED段C．BC段与ED段D．ED段与FE段
【答案】B
【解析】
导体在磁场中受力的方向与磁场方向、电流方向有关，由图可知，各段导线所处磁场方向相同，AB段与BC段电流方向相反，AB段与ED段电流方向相同，BC段与ED段电流方向相反，ED段与FE段电流方向相反，所以AB段与ED段受力方向相同，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
9．（2020四川资阳中考）如图所示，放在磁场中的导体棒ab通过水平光滑金属导轨与螺线管、开关和电源构成闭合回路，可自由转动的小磁针静止在图示位置。
（1）在图中标出闭合开关瞬间螺线管中电流方向、螺线管左端的极性和小磁针N极的偏转方向______；
（2）闭合开关后导体棒将沿______（选填“水平”或“竖直”）方向运动。
【答案】 水平
【解析】
(1)由图可知，电流从螺线管的右侧流入，左侧流出，根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极；异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则小磁针顺时针偏转；如图所示：
(2)闭合开关后，导体棒中有电流通过，在磁场中将沿水平方向运动。
10．（2021甘肃临洮二模）为了保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，新能源汽车的核心部件是电动机，电动机工作时将_______能转化为机械能，和电动机原理相同的应用还有_________。
【答案】电 扬声器
【解析】
电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，工作时将电能转化为机械能；与电动机工作原理相同的有扬声器等。
11．（2021广东中山九年级月考）如图所示，是探究“让通电导线在磁场中动起来”的实验装置。当闭合开关后，导体棒ab在轨道上向右运动，交换磁极方向后，闭合开关，导体棒ab向左运动，这说明磁场中通电导线受力方向和______有关；从能量角度来看，磁场对电流有力的作用，表明电能可以转化为______。______（选填“扬声器”或“麦克风”）就是根据上述原理工作的。
【答案】磁场方向 机械能 扬声器
【解析】
当闭合开关后，导体棒ab在轨道上向右运动，交换磁极方向后，闭合开关，导体棒ab向左运动，这说明磁场的方向发生变化时，导体棒所受磁场力方向也发生了变化，说明导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关。磁场对电流有力的作用，表明电能可以转化为机械能。扬声器是将电信号转化成声信号，即其内部有磁铁和线圈，当线圈中通过变化的电流时，该线圈会在磁场中受力而有规律的振动，进而产生声音，故受利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，麦克风（话筒）是声信号转化为电信号的机器，即是利用电磁感应现象的原理制成的。
12．（2021安徽宣城一模）实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时，通电导线产生的磁场对导线具有向右的作用力；通电导线产生的磁场对导线具有向左的作用力，如图甲所示。如果改变导线中的电流方向， 如图乙所示。此时导线受到导线作用力的方向___________（选填“向左”或“向右”）。
【答案】向右
【解析】
当通以相同方向的电流时，通电导线b产生的磁场对a导线具有向右的作用力；通电导线a产生的磁场对b导线具有向左的作用力；通以相反方向的电流时，b导线电流方向不变，a导线周围的磁场方向改变，此时b导线受到a导线向右的作用力。
13．请完成下列问题｡
做奥斯特实验时，若将小磁针替换成一根与导线ab部分平行的直导线cd并通电｡请根据已学知识推测，通电导线ab与cd之间____（选填“有”或“没有”）相互作用力，依据是____________________｡
【答案】有 磁场对电流有力的作用
【解析】
通电导体周围存在磁场，通电导线ab部分的周围和通电直导线cd周围都会产生磁场，根据磁场对电流有力的作用，通电导线ab与cd之间有相互作用力。
14．（2021北京顺义二模）某同学用完好无损的元件连接了图所示电路，闭合开关后，导体棒AB向右运动；将蹄形磁铁的N、S极位置互换，闭合开关，导体棒AB向左运动，该同学探究的问题是________。
【答案】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关吗？
【解析】
如图实验中，闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，将蹄形磁铁的N、S极位置互换，目的是改变磁场方向，然后观察通电导体的运动情况，从而判断它受力的方向，所以该同学探究的问题是：通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关吗？
15．（2021江苏苏州九年级月考）如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的___________，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为___________和内能。
【答案】电流方向 机械能
【解析】
在直流电动机的工作过程中，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。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，工作时是把电能转化为机械能和内能。
16．（2021辽宁新抚一模）将磁铁靠近正发光的灯泡时，灯丝发生了抖动。小明分析这是因为通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟 ______ 方向、 ______ 方向都有关， ______（填“电动机”或“发电机”）是利用这个原理制成的。
【答案】电流 磁感线 电动机
【解析】
通电导线在磁场中受到力的作用，受力的方向与电流方向和磁感线(磁场)方向有关，当只改变电流方向时，通电导线会向相反的方向移动；当只改变磁场方向时，通电导线也会向相反的方向移动。电动机即通电就能动的机器，即消耗电能产生机械能的装置。
17．（2021河南西峡九年级期末）如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为______（选填“a→b”或“b→a”），ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向______。
【答案】a到b 竖直向下
【解析】
电路中电流方向从电源正极流向负极，根据图可知，ab段导线中电流方向为a到b。通电导线在磁场中受力的方向和电流的方向有关，当K改为与2接通时，ab段导线中电流方向和原来相反，所以所受力的方向也和原来相反，故受磁力的方向竖直向下。
18．（2021山东东明九年级期末）如图所示，将两根水平平行的铜丝制成的光滑轨道放置于蹄形磁体的磁场中，用导线将两根轨道的右端分别与电源的两极连接，在轨道上垂直于轨道放置一根细铜棒，使铜棒与轨道接触良好，然后进行如下实验：闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向，断开开关后将铜棒放回原来的位置；把电源的正负极对调后接入电路，闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向。请概括实验中探究的科学问题是___________。
【答案】在磁场中的通电导体受到的磁场力方向跟导体中的电流方向是否有关
【解析】
由题意可知，闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向，断开开关后将铜棒放回原来的位置，这说明通电导体在磁场中受到力的作用；把电源的正负极对调后接入电路，闭合开关接通电源，电流的方向发生了变化，观察细铜棒的运动方向，所以探究的问题是：在磁场中的通电导体受到的磁场力方向跟导体中的电流方向是否有关。
19．（2020山东烟台中考）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】
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。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。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。
20．（2021广东潮阳一模）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图示组装实验器材。
（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒（金属棒为实心且形状体积相同，）（____）
A．铁棒 B．钢棒 C．铜棒 D．铝棒
（2）选择恰当直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线EF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，______（选填“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与______有关；改变电流方向，导体向另一方向运动，这说明导体运动方向与______有关。
（4）若要使直导线运动速度加快，除了增大电流，还可采取的方法（写出一种）：______。
【答案】D 电动机 电流大小 电流方向 增大磁体磁性（或将导线换成轻质线圈）
【解析】
（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF的质量尽可能小，因金属棒为实心且形状体积相同，根据，因铝的密度最小，故应选择铝棒，即选D。
（2）选择恰当直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线EF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的。
（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律，电路的电路变大，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与电流大小有关；改变电流方向，导体向另一方向运动，说明导体的受力方向改变，这说明导体运动方向与电流方向有关。
（4）通电导体在磁场中受力大小与磁场的强弱与电流的大小有关。若要使直导线运动速度加快，除了增大电流，还可采取的方法：增大磁体磁性。
21．（2021江苏泰州二模）在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）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另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在______，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关前，导体______，闭合开关后，导体______，说明磁场对通电导体有力的作用。
（3）断开开关，将图中磁体的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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
（4）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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
（5）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】磁场 静止 运动 相反 相反 不能
【解析】（1）根据课本奥斯特实验知，通电导体周围存在磁场。
（2）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。
（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，此时力的方向相反，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。
（4）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。
（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，存在多个变量，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。