16.3磁场对电流的作用电动机（考点解读）（原卷版）

16.3磁场对电流的作用电动机（考点解读）（原卷版）1、磁场对通电直导线的作用（1）19世纪初，法国物理学家安培发现：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。（2）按图组装实验器材，给直导线通电，观察到通电直导线发生偏转；改变直导线中的电流方向，偏转方向和原来相反；将磁极对调，改变磁场的方向，通电直导线偏转方向也相反。当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变。2、磁场对通电线圈的作用（1）现象：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆包线刮去放入磁场，闭合开关，线圈转动。（2）平衡位置：当通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。3、直流电动机的构造和工作过程（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；（4）转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动；（5）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。【考点1磁场对通电直导线的作用】【典例11】（2023•蒙城县模拟）如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（）A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．移动滑动变阻器的滑片 D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调【典例12】（2023•惠城区二模）世界上第一位发现电与磁之间联系的科学家是，他发现通电导线能使放在其周围的小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在。如图所示，闭合开关后导体棒ab会向左运动，若只将U形磁铁的磁极对调，则闭合开关后导体棒ab将向运动。【变式11】（2023•丹阳市二模）中国人民解放军海军的新航母将安装电磁弹射器。飞机弹射时，磁场推动通电的牵引器，牵引器带动飞机加速运动。图中与电磁弹射器工作原理相同的是（）A． B． C． D．【变式12】（2023•临沂模拟）如图所示装置，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，利用这种现象可以制成机；断开开关，将U形磁铁N、S对调，再闭合开关后，金属杆向动起来。【考点2磁场对通电线圈的作用】【典例21】（2021•越秀区一模）甲、乙两图中的矩形线圈摆放情况如图所示，甲图中线圈与磁场平行，乙图中线圈与磁场垂直，现在给它们通以相同的电流，甲图中导线ab的受力情况如图所示，则下列说法正确的是（）A．甲图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动 B．乙图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动 C．甲图中导线ab和cd受力方向相同，线圈能转动 D．甲乙图中导线ab受到的力的方向不同【典例22】（2023•定远县校级一模）通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是（选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。【变式21】（2023•宿迁）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（）A．利用电磁感应原理工作 B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C．将电能转化为机械能 D．增大线圈中的电流可改变转动方向【变式22】（2023•滁州一模）扬声器工作时，变化的电流流过扬声器的线圈，线圈就会在磁场中振动。扬声器的工作原理与如图所示的装置的工作原理（选填“相同”或“不相同”）。【考点3直流电动机的构造和工作过程】【典例31】（2023•蒙阴县三模）如图所示为“机器人餐厅”的机器人为顾客送餐时的情景。机器人接到指令后，内部的电动机会驱动其底部的轮子将美食送到指定客人的桌边。制作电动机依据的是下列四幅图中的（）A． B． C． D．【典例32】（2023•怀化）法拉第发现“闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流”的现象。能产生这一现象的实验装置是图（选填“甲”或“乙”）。丙图是电动机的工作原理，该电动机工作时能量转化是（选填“机械能转化为电能”或“电能转化为机械能”）。【变式31】（2023•白银二模）如图，在下列有关电与磁实验的装置图中，能应用于电动机的原理的是（）A． B．C．D．【变式32】（2023•宁江区三模）电动自行车是人们出行的绿色交通工具之一，电动机的工作原理与（选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）的工作原理相同。某电动自行车的电动机正常工作时，电压为36V，线圈电阻为1.5Ω，通过电动机线圈的电流为4A。则正常工作10s电流通过线圈产生的热量为J。1．（2023•江都区二模）如图为实验室常用电流表内部构造图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连，当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显出电流的大小。图中与这一过程工作原理相同的是（）A． B． C． D．2．（2023春•荣成市期中）2022年6月17日，中国人民解放军海军福建舰（简称福建舰）下水。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置。电磁弹射是指以电磁力为加速手段，当电磁弹射的弹射车轨道与航母舰载飞机前轮接触，并处于强磁场中，弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，将航母舰载飞机弹出。如图所示，下列装置图能反映电磁弹射原理的是（）A． B． C． D．3．（2022秋•大田县期末）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．4．如图所示，用“•”表示方向垂直纸面向外的磁场，与磁场方向垂直的三条导线甲、乙、丙中都通有电流，下列说法中错误的是（）A．三条导线都受到磁场力作用 B．三条导线都受到方向相同的磁场力作用 C．三条导线都受到方向不相同的磁场力作用 D．导线甲所受磁场力方向与电流方向垂直5．如图所示，在磁场中，一通电导线AB被弹簧悬挂着，在水平位置上处于静止状态，当开关断开后，则（）A．弹簧的长度增大 B．弹簧的长度减小 C．弹簧的长度不变 D．弹簧受到一个扭力作用而转过一个角6．（2023•汕头二模）新冠肺炎疫情期间，我省广大师生响应教育部“停课不停学”的号召，开展了网络教学活动。教学中老师使用的小音箱在通电后，音箱的鼓膜就会来回振动发出声音。下列与老师使用的小音箱工作原理相同的是（）A． B． C． D．7．（2023•罗庄区二模）电动自行因其方便、快捷深受人们的喜爱，其心部件是电动机。如图中与电动机的工作原理相同的是（）A． B． C． D．8．（2023•滨州三模）如图甲所示，电动平衡车是一种新型交通工具，被广大青少年所喜爱。图乙中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的选项是（）A．A B．B C．C D．D9．（2023•嘉峪关校级二模）如图所示，能说明电动机工作原理的是（）A．B． C．D．10．（2023•盐城二模）我国海军福建舰航母配备先进的电磁弹射系统，其简化原理如甲图。金属滑块处于强磁场中，通过牵引索与飞机相连，构成电磁弹射器。当金属滑块接通强电流时，滑块会获得强大的推力，牵引飞机加速起飞。电磁弹射器的工作原理类似于（选填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”）。为避免下方滑轨因受金属滑块的压力过度磨损，某同学设计了乙和丙两种方案（忽略绳重和摩擦），这两种方案中较省力的是方案，滑轮组机械效率较高的是方案。11．（2022•宜昌）如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器持续发声，线圈持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）12．（2023•天津一模）图1是四冲程内燃机的冲程的示意图；根据图2所示的实验原理，可以制成机。13．（2023•花都区一模）当开关闭合后，ab段所受到的磁场力的方向如图甲所示。现要让图乙中ab段所受到的磁场力的方向与图甲相反，请在图乙中正确标出磁极的极性以及电源的正负极。14．（2023•呈贡区校级模拟）随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.5t，车轮与路面接触的总面积为750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12km，用时10min，行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.08倍。（