173科学探究电动机为什么会转动（原卷版）

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【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