16.3-16.4 磁场对电流的作用 电动机 安装直流电动机模型 同步练习

第十六章电磁转换三、磁场对电流的作用电动机四、安装直流电动机模型基础过关全练知识点1磁场对电流的作用1.如图所示为小明探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，AB是一根铜棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，铜棒没有运动(仪器完好、电路连接正确)，要想使AB运动起来，下列措施中不可行的是()A.用细砂纸将铜棒外表面打磨一遍 B.换用磁性强一些的蹄形磁体C.将直流电源的正、负极对调 D.将滑动变阻器滑片向左滑动2.(2022江苏东台实验初中期末)探究“通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关”时，小明同学做了如图所示的实验，图中AB表示闭合电路中的直导线，导线上的箭头方向表示电流方向，F表示导线的受力方向，N、S表示蹄形磁铁的两极。以下是小明通过实验得出的判断： 甲 乙 丙①甲、乙实验表明，通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；②甲、丙实验表明，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；③乙、丙实验表明，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。则上述判断中()A.只有①正确 B.只有②正确 C.①②正确 D.①③正确3.(2023江苏无锡东林中学月考)如图所示，用一节干电池、一根导线和一块强磁铁，就可自制一个最简易的电动机。导线会转动是由于磁场对通电导线有的作用。若要改变导线的转动方向，可进行的操作是。

4.小明和小华合作探究磁场对通电导体的作用。实验室有外形相同的实心和空心铝棒、铁棒等4根金属棒，小明用它们及其他器材组成如图所示装置。(1)为了让金属棒在受力后更容易运动，金属导轨上应该放置(选填“实心”或“空心”)(选填“铝”或“铁”)棒。

(2)闭合开关后，发现金属棒不动；将滑动变阻器滑片向左滑动，金属棒开始向左运动，说明金属棒在磁场中受力的大小与有关；断开开关，将连接电源正负极的导线对调，闭合开关后，发现金属棒向右运动。由此可知：金属棒受力运动的方向与有关。

知识点2直流电动机的原理5.如图所示为直流电动机的工作原理。以下相关分析中正确的是()A.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能B.电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变C.电动机的线圈转动一周的过程中电流方向改变两次D.电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好6.(2023江苏苏州振华中学模拟)小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。(1)打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在中受力转动，这与(选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同；

(2)若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与(1)中的偏转方向，因此使用电流表时不能把接线柱接反。7.如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端的全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。(1)按他们这种方法刮漆，线圈(选填“能”或“不能”)持续转动。线圈转过平衡位置时会(选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”)；

(2)可以通过改变方向，改变线圈的转动方向；(填一种方法)

(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是，这时可进行的有效尝试是。

知识点3安装直流电动机模型8.(2023江苏常州二十四中模拟)一台直流电动机模型通电后不转动，用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了，其原因是()A.换向器与电刷刚刚接触 B.启动时线圈在平衡位置C.电刷与换向器摩擦太大 D.电源正负极接反了9.(2023江苏无锡梅梁中学月考)图甲是小明安装好的直流电动机模型(主要部件见文字说明)。甲乙(1)图甲中A部件的作用是。(2)图乙中电动机在正常转动的过程中，线圈内部的电流方向(选填“会”或“不会”)发生改变，线圈外部的电流方向(选填“会”或“不会”)发生改变。

(3)线圈正常转动后，小明移动滑动变阻器的滑片，发现线圈转速发生变化，这说明线圈转速的大小与大小有关。

能力提升全练10.(2022江苏常州中考)小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是()A.只对调电源的正、负极B.只对调磁体的N、S极C.同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极D.导线①改接G、F点，导线②改接C、E点11.(2023江苏常州外国语学校调研)小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端的全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是()A.若仅对调磁体磁极，线圈会逆时针转动B.若再增加一节干电池，线圈转动速度加快C.刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器D.直流电动机工作时将机械能转化为电能12.(2022江苏无锡中考)如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对有力的作用，利用这一原理可以制成机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向运动。

13.(2022湖北宜昌中考)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”)

14.(2023江苏常州清潭中学调研)用一个铁钉、一节电池、一根导线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图所示。 甲 乙 丙(1)图乙中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的S极朝上，N极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为(选填“N”或“S”)极。

(2)图丙中，用导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，通过铁钉的电流方向是(选填“自下而上”或“自上而下”)，磁铁中的电流由于受到的作用而带动铁钉开始旋转。

(3)演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变的方向。

素养探究全练15.学习了电磁知识后，小科了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1甲所示)，然后依次通上如图1乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。 图1 图2(1)分析图1中的(选填序号)，可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。

(2)得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论，你的依据是。

(3)如图2所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上。将开关S闭合，则该星形回路将。

A.不会变形B.会变形，所围面积增大C.会变形，所围面积减小(4)两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，还可能与哪个因素有关?(写出一个因素)。

第十六章电磁转换三、磁场对电流的作用电动机四、安装直流电动机模型答案全解全析基础过关全练1.C铜棒长时间放置在空气中被氧化，导致外表面有一层氧化铜，氧化铜的导电性能很差，因此可能会造成电路断路而使铜棒不能运动，用细砂纸将铜棒外表面打磨后会使铜棒与金属导轨接触良好，A可行；换用强磁体后，磁场力变大，当磁场力大于摩擦力时，铜棒即可运动，B可行；将直流电源的正、负极对调，只能改变电路中电流方向，而铜棒是否运动与受到的磁场力大小有关，与电流方向无关，C不可行；滑动变阻器滑片向左滑动，连入电路的阻值变小，通过铜棒的电流增大，磁场力变大，当磁场力大于摩擦力时，铜棒即可运动，D可行。2.C①甲、乙两次实验中，磁场方向相同，电流方向改变，导体在磁场中的受力方向也改变，说明二者有关，是正确的；②甲、丙两次实验中，电流方向相同，磁场方向改变，导体在磁场中的受力方向也改变，说明二者有关，是正确的；③乙、丙两次实验中，磁场方向与电流方向均不相同，而导体在磁场中的受力方向不变，不能说明导体在磁场中的受力方向与电流方向或磁场方向的关系，是错误的。3.磁力(或力)将电池正、负极对调(或将磁铁的N、S极对调)解析强磁铁周围存在磁场，磁场对通电导线有磁力(或力)的作用；若要改变导线的转动方向，根据影响通电导体受力方向的因素，可改变电流的方向(或磁场的方向)，故可进行的操作是将电池正、负极对调(或将磁铁的N、S极对调)。4.(1)空心铝(2)电流大小电流方向解析(1)因为铁是易磁化物质，如果使用铁棒，铁棒被磁化后会影响实验效果，所以应该选用铝棒，空心铝棒的质量小，惯性就小，运动状态容易改变，故应选用空心铝棒；(2)将滑动变阻器滑片向左滑动，电阻变小，电流变大，金属棒开始向左运动，说明金属棒在磁场中受力的大小与电流大小有关；将连接电源正负极的导线对调，电路中电流的方向改变，金属棒运动的方向发生了改变，由此可知：金属棒受力运动的方向与电流的方向有关。5.C电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，有少部分转化为内能；电动机工作过程中，由于换向器的作用，线圈中的电流方向周期性变化，转动一周电流方向改变2次；电动机中的线圈转动是利用了惯性，但线圈的质量不能太大，否则启动时也困难。6.(1)串磁场电动机(2)相反解析(1)电流表在测量电流时，应串联接入电路；电流表通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动，这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受力转动，这与电动机的工作原理相同。(2)若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，磁场方向不变，电流方向改变，指针偏转方向改变，会与(1)中的偏转方向相反，因此使用电流表时不能把接线柱接反。7.(1)能切断线圈中的电流(2)电流(或磁场)(3)磁场太弱换用较强的磁场(答案不唯一)解析(1)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，线圈由于惯性转过另外的半圈，保证了线圈持续转动下去；(2)要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向决定，因此可以通过改变电流(或磁场)方向来改变线圈的转动方向；(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈只抖动一下，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或初始状态线圈处在平衡位置附近等，可进行有针对性的尝试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置等。8.B换向器与电刷刚刚接触时，不用拨动，线圈也应该能转动起来，如果不转动，拨动也不会转动，故A错误；启动时，线圈刚好处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用，但只要轻轻拨动一下，电路中就会有电流，即线圈就会转动，故B正确；电刷与换向器摩擦太大，线圈可能被卡住，即使拨动线圈，也不会转动，故C错误；若电源正负极接反了，电动机会反转，故通电后不会不转动，故D错误。9.(1)当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向(2)会不会(3)电流解析(1)题图甲中A部件是换向器，换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动下去。(2)题图乙中电路用的是直流电，线圈外部的电流方向不会发生改变，当线圈刚刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向，因此电动机在正常转动的过程中，线圈内部的电流方向会发生改变。(3)移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器连入电路的电阻发生变化，电流发生变化，导致线圈转速变化，说明线圈转速大小跟电流大小有关。能力提升全练10.C只对调电源的正、负极，电流的方向发生了改变，受力方向改变，电动机转动方向改变，故A有效；将蹄形磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了改变，受力方向改变，电动机转动方向改变，故B有效；同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电流方向改变，磁场方向改变，但不会改变受力方向，电动机转动方向不变，故C无效；导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电流的方向发生了改变，受力方向改变，电动机转动方向改变，故D有效。11.D电动机是利用通电导线在磁场中受到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，故仅改变磁场的方向可以改变线圈转动的方向，若仅对调磁体磁极，线圈会逆时针转动，故A正确；电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强弱有关，若再增加一节干电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故B正确；使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器，故C正确；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内能，故D错误。12.通电导体电动右解析如题图所示的实验中，闭合开关，有电流通过铝棒，观察到铝棒向左运动，这说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是利用这一原理制成的；对调电源正、负两极，磁场方向不变，再次闭合开关时，铝棒中的电流方向与原来相反，则铝棒受力的方向也与原来相反，所以此时铝棒会向右运动。13.不会会解析题图中扬声器连接干电池后，线圈中有电流通过，所以线圈会持续受到磁场力的作用；但由于干电池提供给线圈的是直流电，线圈在磁场中受力方向不会发生改变，因此线圈不能来回振动，不会持续发声。14.(1)S(2)自上而