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专题16.4 电磁感应 发电机
一、电磁感应现象
1．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。
2．电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。
3．感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。
4．探究感应电流产生的条件
甲 乙 丙
（1）未闭合开关，导体棒AB在磁场中沿任意方向运动，灵敏电流表指针均不偏转，如图甲所示；
（2）闭合开关，导体棒AB上下运动时，灵敏电流表指针不偏转，如图乙所示；
（3）闭合开关，导体棒AB左右运动时，灵敏电流表指针偏转，如图丙所示。
说明，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动，有感应电流产生。
5．电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
甲 乙 丙
（1）磁场方向不变时，切割磁感线运动方向改变，感应电流方向改变，如图甲乙所示；
（2）切割磁感线运动方向不变时，磁场方向改变，感应电流方向改变，如图乙丙所示；
（3）磁场方向和切割磁感线运动方向同时改变时，感应电流方向不变，如图甲丙所示.
二、发电机
将机械能转化为电能的机器.
1．结构：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，如图甲所示。与电动机结构相似，但没有电动机的换向器。当线圈在磁场中切割磁感线时（如图乙中2、3、4位置），线圈中产生感应电流。
2．原理：发电机是根据电磁感应原理工作的。
图甲：导线ab和cd平行于磁感线运动，未切割磁感线，无感应电流产生。
图乙：线圈较图甲位置转过90°，导线ab和cd垂直于磁感线运动，切割磁感线，有感应电流产生。
图丙：线圈较图甲位置转过180°，导线ab和cd平行于磁感线运动，未切割磁感线，无感应电流产生。
图丁：线圈较图甲位置转过270°，导线ab和cd垂直于磁感线运动，切割磁感线，有与图乙方向相反的感应电流产生。
由以上过程可知，发电机发出的是方向不断变化的交流电。
三、发电机和电动机的区别
1．结构：发电机无电源；电动机有电源。
2．工作原理：交流发电机是根据电磁感应原理工作的；
电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
3．能量转化：交流发电机是由机械能转化为电能；
电动机是由电能转化为机械能。
四、直流电和交流电
1．直流电：方向不变的电流叫做直流电。
2．交流电：周期性改变电流方向的电流叫交电流。
3．产生感应电流大小跟磁场强度、切割磁感线速度、线圈匝数（导体的长度）有关。
4．周期（T）：完成一次周期性变化需要的时间。
5．频率（f）：1秒内完成周期性变化的次数（赫兹）。
关系：
我国交流电周期是是0.02s，频率为50Hz（即每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。
五、话筒
1．结构：膜片、线圈、永久磁体
2．作用：把振动的声音变成变化的电流。
3．原理：声波使膜片振动，带动线圈运动，在磁场中切割磁感线，这样线圈中就产生了变化的电流，这样就将声信号转化为电信号。
【易错点】
如果是直流发电机，仍需要换向器，如果是交流发电机则不需要换向器。
【典例】（24-25九年级上·江苏南通·阶段练习）小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，则实验装置中甲部分应用的物理原理是 ；实验装置中的乙部分，是将电能转化成 能；其中 （选填“甲”或“乙”）部分产生的现象与电动机的工作原理相似。
【答案】 电磁感应现象/电磁感应 机械 乙
【详解】[1][2][3]由题图可知，闭合开关，使导体棒ab水平向右移动，此时闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会有感应电流产生，这是利用电磁感应现象的原理实现的，此时导体棒ab相当于电源；此装置中的cd相当于放入磁场中的通电导体，通电导体在磁场中会受到力的作用，故cd棒受力运动，这是将电能转化为机械能的过程；电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用工作的，故与装置中乙部分产生的现象是相似的。
【变式1】（2024·河北沧州·二模）如图所示为“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，实验时将开关、导线、灵敏电流表用导线串联起来组成闭合回路。若磁体保持静止，导线做 运动时，灵敏电流表指针偏转，在这个过程中， 能转化为电能。若将图中灵敏电流表换成 ，还可以探究电动机原理。
【答案】 切割磁感线 机械 电源
【详解】[1] [2]若磁体保持静止,导线ab做切割磁感线运动时，电流表指针偏转，电路中有感应电流。在这个过程中，主要是将机械能转化为电能。
[3]当电流表换成电源时，导体ab就成了通电导体，通电导体ab在磁场中会受到力的作用而运动，可以探究电动机的工作原理。
【变式2】（2024·山东济宁·二模）如图甲所示，磁体和导体棒均水平放置，断开，闭合，使导体棒水平向右运动，灵敏电流计G的指针向右偏转，这是 现象。断开、闭合，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填（选填“电动机”或“发电机”）。如图乙所示，在通电螺线管的右边有一枚小磁针，图中箭头表示电流方向，则小磁针的N极将 转动（选填“不会”、“顺时针方向”或“逆时针方向”）。
【答案】 电磁感应 电动机 顺时针方向
【详解】[1]断开，闭合，使导体棒水平向右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，电流表G的指针向右偏，这是电磁感应现象。
[2]断开、闭合，导体棒有电流，在磁场中受到力的作用，能运动起来，这就是电动机的原理。
[3]根据安培定则，通电螺线管的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知小磁针的N极将顺时针方向转动。
【变式3】（2024·山东威海·一模）将风扇（内部有磁铁和线圈）、干电池和灵敏电流表等按图所示电路连接．当断开、闭合时，电扇转动，风扇转动的原理与 （选填“电动机”或“发电机”）工作的原理相同。当断开、闭合时，用手快速拨动风扇叶使其转起来后，发现电流表指针左右摆动，其原因是 ．
【答案】 电动机 产生了感应电流
【详解】[1]风扇内部有磁铁和线圈，当电流通过线圈时，线圈会在磁场中受到力的作用，从而转动，这与电动机工作的原理相同。
[2]当风扇叶片带动线圈在磁场中转动时，相当于一个转动的闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应现象，这种运动会在线圈中产生感应电流。感应电流的方向和大小会随着线圈在磁场中的位置变化而变化，因此电流表指针会左右摆动，反映出感应电流的变化。
【变式4】（2022·湖北襄阳·一模）小东在探究“产生感应电流的条件”的实验中，按照如图所示的装置组装实验器材，他闭合开关后，迅速向右移动导体棒将观察到的现象是 ；理由是 。
【答案】 灵敏电流计指针发生偏转 闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流
【详解】[1][2]如图所示，由电磁感应现象可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流。小东在实验中闭合开关后，迅速向右移动导体棒在磁场中做切割磁感线运动，电路中就产生了感应电流，就可以观察到灵敏电流计指针发生了偏转。
【变式5】（2024·广东·二模）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。
(1)5月23日，时速可达600公里的高速磁悬浮列车试验样车在青岛下线，工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在磁场，根据右手螺旋定则，可判断出来图中该电磁铁的上端是电磁铁的 极；该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 ；
(2)高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，利用 的原理将车辆的机械能转化为电能。
【答案】(1) S 异名磁极相互吸引
(2)电磁感应
【详解】（1）[1]由图可知，电流从螺线管上端流入，下端流出，由安培定则可知，螺线管下端为N极，上端为S极。
[2]磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，磁体下方是N极，螺线管上端是S极，列车运行时依据磁极间相互作用的原理是异名磁极相互吸引，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的。
（2）电机线圈随车轮在磁场中转动，转动中由于切割磁感线而在线圈中产生了感应电流，这种原理叫电磁感应，将列车的机械能转化为了电能。
【变式6】（2024·辽宁大连·一模）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。如图所示，将通电的导线放入磁场中闭合开关后，导线向外（右）运动，改变导线中电流的方向，导线运动的方向 （填“不变”或“改变”）。若将图中的电源换接上灵敏电流计，就可以探究 现象，该实验进一步揭示了电和磁之间的联系。
【答案】 改变 电磁感应
【详解】[1]通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关，只要改变其中一个因素，导体的受力方向就会改变，所以改变导线中电流的方向，导线运动的方向会改变。
[2]将电源换接上灵敏电流计，当导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，则可以探究电磁感应现象。
【典例】（2024·河南信阳·二模）小明利用如图所示的装置探究感应电流产生的条件。
（1）实验时，通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）闭合开关，将蹄形磁体水平放置，使导体AB从图示位置向左运动，电路中 （选填“无”或“有”）感应电流产生；若保持导体AB不动，要产生感应电流，还可以进行的操作是 。
（3）小明在操作中发现灵敏电流计的指针偏转角度较小，请你写出一种使实验现象更明显的方法： 。
【答案】 灵敏电流计指针是否偏转 有 左右移动蹄形磁体 换用磁性更强的磁体（或加快导体AB切割磁感线的速度，或把导体AB绕成多匝线圈）
【详解】（1）[1]实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流，灵敏电流计的指针偏转说明电路中产生感应电流。
（2）[2]闭合开关，将蹄形磁体水平放置，使导体AB从图示位置向左运动， 此时导体相对于磁体做切割磁感线运动，则电路中有感应电流产生。
[3]若保持导体AB不动，左右移动蹄形磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流产生。
（3）[4]灵敏电流计的指针偏转角度较小，说明电路中感应电流太小，要增大感应电流的大小，可以换用磁性更强的磁体，或加快导体AB切割磁感线的速度，或把导体AB绕成多匝线圈。
【变式1】（2024·宁夏银川·二模）2023年哈尔滨马拉松于8月26日鸣枪开跑，比赛采用感应器计时系统。感应器芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是( )
A．B．
C．D．
理由：
【答案】 B 见解析
【详解】[1][2]A．采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息，其原理是电磁感应；图中的通电螺线管的原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，其原理是电磁感应，故B符合题意；
C．图中给导体通电，导体会运动，其原理是通电导体受到磁场力的作用，故C不符合题意；
D．图中是奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，其原理是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选B。
【变式2】（2024·山东聊城·二模）探究电磁感应现象应该选用如图中 所示的装置进行实验。实验中与扬声器原理相似的是装置图中
【答案】 乙 甲
【详解】[1]探究电磁感应现象中，电路中没有电源，故应选图中乙所示的装置进行实验。
[2]扬声器是将电信号转化为声音信号的装置，原理是通电导体在磁场中受到力的作用，甲图是探究通电导体在磁场中受到力的作用的装置，故与扬声器原理相似的是装置图中的甲。
【变式3】（24-25九年级上·云南保山·期中）无线充电原理是电磁感应现象，送电线圈形成变化的磁场使受电线圈的磁场发生变化，进而形成感应电压。无线充电被广泛应用在手机上，其工作原理图如图所示。影响无线充电的因素有电源、调节装置、线圈大小、线圈匝数、两线圈间的距离。某小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小与两线圈间的距离的关系，他们准备的实验器材有相同规格的漆包线绕制的线圈、电源、调节装置、电压表等。①实验时，我们需要控制的变量除了电源、调节装置、线圈的匝数之外，还需要控制的是 ；②正确连接电路，接下来的操作是 ；④可以得到 。说明在其它条件相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压就越大。
【答案】 线圈大小 逐渐减小两线圈间的距离 分别记录线圈间距离减小后电压表的示数，，若
【详解】[1][2][3]根据题意，影响无线充电的因素有电源、调节装置、线圈大小、线圈匝数、两线圈间的距离，要探究影响受电线圈两端电压大小与两线圈间的距离的关系，则需要控制电源、调节装置、线圈大小、线圈匝数相同；接下来逐渐减小两线圈间的距离分别测量距离减小前后电压表的示数，，若，说明在其它条件相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压就越大。
【变式4】（23-24九年级上·山东东营·阶段练习）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置。用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来
(1)该实验中，灵敏电流计的作用是： 、 ；
(2)确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，原因是 、 ；
(3)在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完兽后，观察到的现象如表所示，闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流；
序号 磁体（磁极）放置方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转情况
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 上N下S 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
6 上S下N 向左运动 向左偏转
7 向右运动 向右温转
(4)比较4、5、6、7次实验可以得出：感应电流方向与 有关。
【答案】(1) 检验电路中是否有电流 判断电流方向
(2) 感应电流太小 电路断路
(3)切割磁感线
(4)导体做切割磁感线的运动方向、磁场方向
【详解】（1）[1][2]实验中灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向。
（2）[1][2]确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，则可能的原因是感应电流过小或电路不是闭合回路。
（3）根据表格数据知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时
（4）比较第4、5或6、7两次实验可知，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；比较4、6或5、7两次实验可知，导体中感应电流的方向与磁场的方向有关。
【典例】（2024·陕西宝鸡·二模）图甲是物理老师上课时使用的“小蜜蜂”扩音器，图乙是其工作原理图，声信号由麦克风（话筒）转化为电信号，经放大器放大后，再传入扬声器转化为声信号播出。麦克风的工作原理是 现象，扬声器的工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。
【答案】 电磁感应 电动机
【详解】[1]麦克风将机械能转化为电能，原理是电磁感应现象，与发电机的工作原理相同。
[2]扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，与电动机的工作原理相同。
【变式1】（2020·湖北武汉·模拟预测）如图所示，录音机录音时声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地 ，于是记录了一连串有关磁性变化的信息，磁粉小颗粒是由 （填“硬磁性”或“软磁性”）材料制成的。放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。下列选项与扬声器工作原理相同的是 （填字母标号）；
A．直流电铃 B．电磁继电器 C．电动机 D．动圈式话筒
请在图中磁头线圈上用箭头标识此时电流的方向。( )
【答案】 磁化 硬磁性 C
【详解】[1]录音磁头具有强弱变化的磁场，磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化，使小颗粒带上了不同强弱的磁性，从而记录了信息。
[2]当磁头划过后，小颗粒仍然具有磁性，通过放音的过程，将信息读取出来，故为硬磁性材料。
[3]扬声器的工作原理是通电导线在磁场中受到的力的作用；
A．直流电铃利用电流的磁性工作的，故A不符合题意；
B．电磁继电器利用电磁铁的性质制成的，故B不符合题意；
C．电动机工作原理是通电导线在磁场中受到的力的作用，故C符合题意；
D．动圈式话筒是发电机原理，是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选C。
[4]根据异名磁极相互吸引，判断该线圈左端为N极，右端为S极，根据右手安培定则可知，大拇指的方向为磁场的方向，四指的方向为电流的方向，故如图所示：
【变式2】（2024·河南新乡·模拟预测）如图所示，光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，且处于竖直向上的磁场中，AB、CD是两根金属棒，AB从光滑的斜面自由滑下，运动到水平面时，发现CD开始向右运动。从能量转化的角度考虑，AB在水平面上运动过程中速度将 （选填“变大”、“变小”或“保持不变”），CD在水平面运动的原理和 （选填“发电机”或“电动机”）相同。
【答案】 变小 电动机
【详解】[1]金属棒AB在水平面上运动的过程中，机械能转化为电能，所以机械能会减小，即动能减小，即金属棒AB运动速度将变小。
[2]将金属棒AB在斜面上由静止释放，当金属棒AB运动到水平面金属导轨MP时，金属棒AB相当于闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，所以金属棒AB中会产生感应电流，则通过金属棒CD也会有电流，通电的金属棒CD在磁场中会受到磁力的作用而运动，其原理与电动机的原理是相同的。
【变式3】（23-24九年级下·福建福州·开学考试）某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪，地板下方铺设的结构如图所示，当踩踏地板时，使固定在地面上的弹簧线圈做 磁感线运动，使闭合电路中产生感应电流，该感应电流是 （选填“交流电”或“直流电”）。
【答案】 切割 交流电
【详解】[1]图示中，小朋友在地板上面跳跃时，线圈做切割磁感线运动，电路中产生产感应电流。
[2]小朋友跳跃时，磁体上下运动，则线圈切割磁感线的运动方向不同，产生的感应电流的方向也不同，所以该感应电流是交流电。
【变式4】（2023·湖北武汉·模拟预测）把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流，如图甲所示，手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来（填“相同”或“相反”），并与发电机串联，如图乙所示。转动摇把，发现两个二极管交替发光，说明电路中产生的是 电流，简称交流。

【答案】 小灯泡发光 电磁感应现象 相反 交流
【详解】[1]若电路中有电流，则电流通过灯泡时会使灯泡发光，故可以通过灯泡发光来判断电路中有电流。
[2]手摇式发电机是根据闭合回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动来产生感应电流的，即为电磁感应现象。
[3] [4]发光二极管有单向导电性，两个发光二极管极性相反地并联后再与发电机串联，交替发光说明电路中的电流方向时刻在发生改变，即产生的是交流电流。
【变式5】（22-23九年级上·河南平顶山·期末）如图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是 （选填“1”、“2”、“3”或“4”），该发电机产生的是 （选填“交流电”或“直流电”）。
【答案】 1 交流电
【详解】[1]小圆圈“〇”表示垂直于纸面、绕垂直于纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分；由图知磁感线方向水平向右，而导线在位置1时的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；导线在位置2、3、4时都切割磁感线，能产生感应电流。
[2]由于导线在不同位置时切割磁感线的方向不同，当运动的方向相反时，产生的感应电流的方向也会发生变化，因此该发电机产生的是交流电。
一、单选题
1．（23-24九年级上·河北秦皇岛·期末）在物理学的发展过程中，下列物理学家都做出了杰出的贡献，其中首先发现电磁感应现象的是（ ）
A．焦耳 B．奥斯特 C．安培 D．法拉第
【答案】D
【详解】A．焦耳发现了焦耳定律，故A不符合题意；
B．奥斯特发现了电流周围产生磁场，即电流的磁效应，故B不符合题意；
C．安培发现了通电螺线管磁极和电流的关系，即安培定则，故C不符合题意；
D．法拉第发现了电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
2．（2024·海南·中考真题）电子计数器测量原理是通过切割磁感线产生变化的电流计数，下列设备与计数器工作原理相同的是（ ）
A．柴油机 B．电动机 C．汽油机 D．发电机
【答案】D
【详解】电子计数器测量原理是通过切割磁感线产生变化的电流计数，说明产生了电流，所以原理与发电机相同，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2024·云南昭通·二模）下列四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．电热水壶 B．洗衣机
C．电风扇 D．扫地机器人
【答案】A
【详解】A．电热水壶利用电流的热效应将水加热，故A符合题意；
BCD．洗衣机、电风扇和扫地机器人都含有电动机，工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故BCD不符合题意。
故选A。
4．（23-24九年级下·安徽淮北·阶段练习）如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（　　）
A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C．图乙中的线圈处在平衡位置上
D．由于具有惯性，线圈能持续转动
【答案】B
【详解】AB．由图可知，导线ab在这两个时刻分别于电源正极和负极相连，电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A错误，B正确；
C．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲、乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，图中不是平衡位置，故C错误；
D．电动机之所以能转动，是因为换向器在线圈由于惯性刚转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，不是全部依靠惯性持续转动的，故D错误。
故选B。
5．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）下列有关磁与电现象的说法不正确的是（　　）
A．甲图，此现象的原因跟验电器的工作原理相同
B．乙图，改变电磁铁中电流的方向可以改变电磁铁的南、北极
C．丙图，利用它的原理人类发明了发电机
D．丁图，电流和磁场方向同时改变为相反方向时，导体ab运动方向也变为相反方向
【答案】D
【详解】A．由图可知，同种电荷相互排斥，与验电器原理相同，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁磁场的方向与电流的方向有关，改变电磁铁中电流的方向，电磁铁的南、北极发生变化，故B正确，不符合题意；
C．丙装置中，导体做切割磁感线运动时会产生感应电流，利用它的原理人类发明了发电机，故C正确，不符合题意；
D．丁装置中电流和磁场方向同时改变为相反方向时，导体ab运动方向不变，只改变电流方向，导体ab运动方向发生变化；只改变磁场方向，导体ab运动方向发生变化，故D错误，符合题意。
故选D。
6．（2024·四川成都·二模）如图所示是简易电动机模型，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，在线圈的下面放置一个磁体。将线圈接入电路，闭合开关后线圈转动起来。下列关于该电动机模型的说法正确的是（　　）
A．利用电磁感应原理工作
B．工作时机械能转化为电能
C．对调电源正负极可改变线圈转动方向
D．增大电路的电流可改变线圈转动方向
【答案】C
【详解】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；
B．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故B错误；
C．线圈转动的方向与电流的方向有关，对调电源正负极可改变线圈转动方向，故C正确；
D．线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，因此无法改变圈转动方向，故D错误。
故选C。
7．（2024·江西南昌·一模）小明拆开了实验室某电流表，看到内部结构大致如图所示。通电后发现，内部线圈转动会带动螺旋弹簧以及指针偏转。下列说法错误的是（ ）
A．它利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理
B．通过电流表的电流越大，螺旋弹簧的形变越大
C．螺旋弹簧的形变越大，指针偏转越明显
D．若电流从负接线柱流入，内部线圈不会受到力的作用
【答案】D
【详解】A．由题意可知，线圈通电后，受到磁场作用力而转动，故A正确，不符合题意；
B．通过电流表的电流越大，线圈受到的作用力越大，螺旋弹簧的形变越大，故B正确，不符合题意；
C．螺旋弹簧的形变越大，指针偏转的角度越大，指针偏转越明显，故C正确，不符合题意；
D．电流从负接线柱流入，通过线圈电流方向改变，在磁场方向不变时，线圈的受力方向发生变化，故D错误，符合题意。
故选D。
8．（23-24九年级上·河北张家口·期末）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要加快线圈顺时针转动的速度，下列方法中可行的是（ ）
A．减小电路中的电流 B．只改变电路中电流的方向
C．对调磁极位置同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁铁
【答案】D
【详解】A．减小电路中的电流，会使线圈的转速变慢，故A不符合题意；
B．只改变电路中电流的方向，线圈会逆时针转动，转速不变，故B不符合题意；
C．对调磁极位置同时改变电流方向，线圈转动方向和转速均不变，故C不符合题意；
D．换用磁性更强的磁铁，磁场变强，线圈的转速加快，故D符合题意。
故选D。
9．（2024·江苏苏州·二模）电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。下图能说明这一原理的是（　　）
A． B．C． D．
【答案】D
【详解】A．将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，其工作原理为电磁感应，图中有电源，其工作原理为通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．图中为电铃，其工作原理为电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中为扬声器的工作原理图，扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故C不符合题意；
D．图中为话筒的工作原理图，话筒是利用电磁感应的原理工作的，故D符合题意。
故选D。
10．（2024·安徽阜阳·二模）如图所示为小宇探究电磁感应现象的原理图，A、B为两块电磁铁的两端，让线圈从不同高度竖直下落，观察灵敏电流计的指针偏转角度，其中，下列说法正确的是（ ）
A．调节变阻器的滑片右移，小灯泡越暗，两块电磁铁的磁性越强
B．调节变阻器的滑片左移，小灯泡越亮，两块电磁铁的磁性越弱
C．若将电源正、负极对调，可探究感应电流大小与磁场强弱的关系
D．若线圈分别从高为和处自由竖直下落，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系
【答案】D
【详解】A．闭合开关，调节变阻器的滑片右移，电阻增大，电流减小，小灯泡越暗，两块电磁铁的磁性越弱，故A错误；
B．闭合开关，调节变阻器的滑片左移，电阻减小，电流增大，小灯泡越亮，两块电磁铁的磁性越强，故B错误；
C．若将电源正、负极对调，根据安培定则可知，两块电磁铁的极性发生改变，可探究感应电流大小与磁场方向的关系，但是不能探究感应电流大小与磁场强弱的关系，故C错误；
D．若线圈分别从高为和处自由竖直下落，线圈切割磁感线的快慢不同，控制其他条件相同时，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系，故D正确。
故选D。
二、填空题
11．（2024·福建南平·二模）如图是一款能发电的魔方，根据 原理，转动魔方时能产生电能。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，充电时魔方相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。
【答案】 电磁感应 电源
【详解】[1]转动魔方时，魔方充电，将机械能转化为电能，根据电磁感应的原理发电。
[2]给移动设备充电时，魔方提供电能，移动设备消耗电能，魔方相当于电路中的电源。
12．（24-25九年级上·全国·课前预习）小明为观察磁场对通电线圈的作用。如图所示，用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中。闭合开关后，看到线圈 （“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。
A．两侧全刮 B．一侧全刮，另一侧刮半周
C．两侧均刮上半周 D．一侧刮上半周，一侧刮下半周
【答案】 左右摆动 BC
【详解】[1]由图可知，闭合开关后，通电线圈在磁场中受力运动；线圈受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关；当线圈转过平衡位置时，线圈受到的磁场力发生变化，使得线圈在平衡位置摆动几次后很快就停下来，故闭合开关后，看到线圈左右摆动。
[2]为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或两侧均刮上半周；按这两种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈由于惯性能够按原方向持续转动。
故选BC。
13．（2022·安徽合肥·二模）如图甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，如果电流方向向下，导体ab受到向右的力；若磁场方向不变，一电子沿图乙所示的速度方向向上运动，该电子受到向 （选填“左”或“右”）的力。
【答案】右
【详解】电子带负电，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由图可知，电子向上运动，则电流的方向是向下的；与甲图对比可知，磁场方向不变，而电流方向与I'相同，所以电子受到力的方向为向右。
14．（2024·陕西宝鸡·一模）汽车启动的工作原理图如图所示，旋转汽车钥匙（闭合汽车内开关），电磁铁具有磁性而把衔铁A吸下来，使动触点B与静触点C接触，电动机所在电路接通。AOB相当于一个绕O点转动的 。电动机启动时电流很大，其所在电路连接选用粗且短的导线可以减小导线的 ，避免因为电流的 效应带来的电路损坏，电动机是利用 在磁场中受力转动的原理工作的。
【答案】 杠杆 电阻 热 通电导体
【详解】[1]杠杆的概念是一根硬棒围绕着一个点转动，故AOB相当于一个绕O点转动的杠杆。
[2]电动机启动时电流很大，其所在电路连接选用粗且短的导线可以减小导线的电阻，因为材料一定时，长度越小，导线越粗，导线的电阻越小。
[3]电流通过导线时，会由于电流的热效应而产生热量，会烧坏电路。
[4]电动机将电能转化为机械能，是利用通电导线在磁场中受到力的作用来实现的。
15．（2022·福建莆田·一模）如图所示，用一个铁钉、一节电池、一根导线和两个纽扣强磁铁，组装成一个演示用的简易电动机。

（1）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N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为 极；
（2）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，铁钉中的电流方向向 ，通电的磁铁由于受到 作用而开始旋转；
（3）磁铁带动铁钉转动需要的能量由 能转化而来；
（4）演示时，若要改变磁铁的转动方向，可以改变 方向或 方向。
【答案】 N 下 磁力 电 电流 磁场
【详解】（1）[1]乙图中，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N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉根据异名磁极相互吸引可得铁钉的尖端为N极。
（2）[2]干电池外部，电流从正极流向负极，所以通过铁钉的电流方向是向下的。
[3]磁铁上的电流位于磁场中，由于受到磁力作用而转动。
（3）[4]磁铁带动铁钉转动，与电动机的原理相同，需要的能量由将电能转化为机械能。
（4）[5][6]通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方向改变则其转动方向就改变；而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关。因此要改变铁钉转动方向可以改变铁钉中的电流方向或磁场方向。
16．（2022·河南商丘·一模）如图所示，某实验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mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，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”），原因是 。
【答案】 相同 电流的方向和磁场的方向都发生了变化
【详解】[1][2]若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
17．（2022·湖北宜昌·中考真题）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”）
【答案】 不会 会
【详解】[1]通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，由于电池提供的电流是直流电，即电流的方向不变，同时扬声器内的永磁体的磁场方向不变，故线圈的受力方向不变，始终受到向某一方向的力，无法持续振动发声。
[2]只要有电流持续通过线圈，线圈就会持续受到磁场力的作用，但不能振动发声。
18．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段练习）小明乘坐爸爸驾驶的以汽油机为动力的汽车外出游玩，观察到仪表指示发动机转速为3000r/min，则这台汽油机每秒对外做功 次。利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了 能，实现了对电池的充电，既节约了汽油，又减少了尾气排放。
【答案】 25 电
【详解】[1]汽油机在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，3000r/min，即50r/s，则每秒做功的次数为25次，并完成100个冲程。
[2]发电机是将机械能转化为电能的装置，电动机作为发电机使用，把动能转化成电能，对电池充电。
19．（2024·安徽·二模）如图为中国科学技术馆中介绍利用潮汐发电的示意图。浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做 运动，从而使线圈产生了感应电流。
【答案】切割磁感线
【详解】由题可知，浮标发电的原理是电磁感应。产生感应电流的条件是，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。可知浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做切割磁感线运动时，线圈就会产生了感应电流。
三、实验题
20．（21-22九年级上·广东佛山·期末）如图所示，使线圈位于两磁极间，请你看图回答下列问题：

①通电后，图1中ab段导线的电流方向是 （选择“由a到b”、“由b到a”）；
②图1中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图3中ab段导线所受磁场力的方向；
线圈转过图2所示位置，用 （填写一种器材名称）可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈，这是因为导体在磁场中运动的方向与 方向有关；
③若把图1中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热，此过程机械能先转化为 能再转化为 能。
【答案】 由a到b 换向器 电流 电 内
【详解】（1）[1]由于电流从电源的正极出发，故此时图1中ab的电流方向是由a到b。
（2）[2][3]导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，据图2能看出，再向下转动，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈中的受力方向，所以可以通过换向器改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动。
（3）[4][5]若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，此时相当于一个发电机，即能产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，同时电阻发热，这是电流的热效应，该过程是将电能转化为内能的过程。
21．（20-21九年级上·浙江宁波·期末）小敏同学探究“通电导线在磁场中受力”的实验电路如图甲所示，实验记录如下表：
实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向
1 向下 无电流 静止不动
2 向下 由a向b 向左运动
3 向上 由a向b 向右运动
4 向下 由b向a 向右运动
（1）比较实验2和4，说明通电导线在磁场中受力方向与 有关；
（2）小敏通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是 ；
（3）小敏想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图乙中的 。
【答案】 电流方向 转换法 灵敏电流计
【详解】（1）[1]比较实验2和4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（2）[2]实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到了转换法。
（3）[3]探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用灵敏电流计代替电源来显示产生感应电流的方向。
22．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）如图是“磁场对通电导线的作用”实验：
(1)为了使实验顺利进行，装置中的导体ab应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）；
(2)接通电源，导体ab向左运动，说明磁场对电流有力的作用。 是利用这一原理工作的（选填“电动机”或“发电机”）；
(3)若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到导体ab向 （选填“左”或“右”）运动，说明力的向与 方向有关；
(4)若将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab做 运动，发现电流表指针偏转，导体ab中 感应电流通过（选填“有”或“没有”），导体ab的 能转化为 能。
【答案】(1)铝棒
(2)电动机
(3) 右 磁场
(4) 切割磁感线 有 机械 电
【详解】（1）因为磁体能够吸引磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，所以选择的是铝棒。
（2）发电机的原理是电磁感应，电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，所以电动机是根据磁场对电流有力的作用这一原理工作的。
（3）[1][2]若只将磁体的两极对调，闭合开关，磁场方向改变了，磁力方向也会发生改变，所以导体ab将向右运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
（4）[1][2][3][4]产生感应电流的条件是闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以将图中的电源换成电流表，闭合开关，导体做切割磁感线运动，此时电路中有感应电流产生，获得了电能，所以是将机械能转化为电能。
23．（23-24九年级下·河南焦作·阶段练习）小明用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验时将电流表、导线ab串联起来组成 回路。
(2)小明按如图所示的步骤操作，a表示导线ab，垂直于纸面。它在磁场中按箭头所指的方向运动，能使电流表指针偏转的是（　　）
A． B． C．
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施： 。
(4)在如图所示的实验中装置中，将电流表换成 进行触接，还可以探究电动机的工作原理。
【答案】(1)闭合
(2)BC
(3)见解析
(4)电源
【详解】（1）实验时将电流表、导线ab串联起来组成闭合回路，通过观察电流表指针是否偏转来确定电路中是否产生感应电流。
（2）要使电流表指针发生偏转，即要让闭合电路中产生感应电流，就要让铜棒ab做切割磁感线运动，水平向左、向右，或者斜向上、斜向下都可以切割到磁感线，故BC符合题意，A不符合题意。
故选BC。
（3）实验现象不太明显，是因为产生的感应电流太小，我们可以将导体ab换成多匝线圈（或换用磁性更强的磁铁或增大导体ab切割磁感线的运动速度）来增大感应电流，更容易观察。
（4）若将电流表换成电源，则闭合开关后电路中有电流，通电导体在磁场中会受力运动，可以探究磁场对电流的作用。
一、单选题
1．（2024·福建泉州·三模）如图所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是（　　）
A．铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的转动方向不变
C．将电源的正负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变
D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘的转动方向改变
【答案】A
【详解】A．通电之后，有从铝盘圆心流向圆周的电流（相当于每根半径都是一个通电导线），通电铝盘在磁场中受到力的作用而运动，与电动机的工作原理相同，故A正确；
B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的受力方向与原来相反，转动方向与原来相反，故B错误；
C．电源两极对调或磁极两极对调，铝盘受力方向与原来反向，转动方向会改变，故C错误；
D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘中的电流大小发生变化，铝盘受到的磁场力的大小发生变化，转动速度变化，铝盘的转动方向不会改变，故D错误。
故选A。
2．（2024·安徽·一模）电动机在生活中的应用越来越广泛，某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示，图乙是两种不同安装方式的电动机，每个电动机的两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；C和D是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　）
A．线圈连续转动是靠电流做功实现的
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．线圈1、2中均产生感应电流，线圈1、2的转动方向相反
D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边的受力方向均发生改变
【答案】D
【详解】A．线圈在非平衡位置连续转动是靠电流做功实现的，在平衡位置连续转动是靠惯性实现的，故A错误；
B．电动机通电后不转，不一定是电路断路，可能是线圈恰好处在平衡位置，线圈受到的作用力不能使线圈产生转动效果，故B错误；
C．由图知，电流从线圈1的右侧流入、左侧流出，电流从线圈2左侧流入、右侧流出，且两图中磁场方向相反，根据影响磁场力方向的因素可知，电流方向和磁场方向都改变时，通电线圈在磁场中的受力方向不变，所以线圈1、2的转动方向相同，故C错误；
D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边边的电流方向均改变，故受力方向均改变，故D正确。
故选D。
3．（2024·广东广州·一模）如图甲所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，已知闭合开关时，该磁场对导体ab产生向北的作用力。已知螺线管通电后外部磁场的情况如图乙所示。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导线中电流的作用力方向与图中ab的受力方向方向相同（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】由所给电源正负极可知，题干图中电流方向向东，磁场方向是竖直向下的，已知此时导体ab受到磁场力的方向向北。
A．由右手螺旋定则知A图中螺线管上端为S极，下端为N极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向下，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知，导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故A不符合题意；
B．由右手螺旋定则知B图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向东，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故B不符合题意；
C．由右手螺旋定则知C 图中螺线管上端为S极，下端为N极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向下，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故C不符合题意；
D．由右手螺旋定则知D 图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向北，与甲图中ab的受力方向相同，故D符合题意。
故选D。
4．（2024·河南周口·一模）如图甲所示的电动机在生活中的应用越来越广泛，图乙为电动机的工作原理图。线圈abcd处于水平向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　）
A．线圈连续转动是靠电流做功实现的
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．图乙中，线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
【答案】C
【详解】A．线圈在非平衡位置连续转动是靠电流做功实现的，在平衡位置连续转动是靠惯性实现的，故A错误；
B．电动机通电后不转，不一定是电路断路，可能是线圈恰好处在平衡位置，线圈受到的作用力不能使线圈产生转动效果，故B错误；
C． 图乙中，线圈由图示位置转过180°时，ab转到右侧，dc转到左侧，线圈中电流沿abcd流过线圈，ab边电流方向改变，受力方向改变，使线圈能连续转动，故C正确；
D．电动机在工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分转化成内能，故D错误。
故选C。
5．（2023·安徽池州·二模）如图所示，放在磁场中的闭合矩形线圈abcd在外力的作用下，使线圈自图示位置（即线圈平面平行磁感线位置）开始绕OO'逆时针匀速转动，在图示位置电流沿着abcd流过线圈，下列说法正确的是（　　）

A．该装置的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
B．线圈由图示位置转过180°时，电流还沿着abcd流过线圈
C．线圈在转动的过程中，将机械能主要转化为电能
D．线圈在转动的过程中，其一定不受磁场力的作用
【答案】C
【详解】AC．放在磁场中的闭合矩形线圈abcd在外力的作用下，使线圈自图示位置（即线圈平面平行磁感线位置）开始绕OO'逆时针匀速转动，线圈做切割磁感线运动，线圈中会有感应电流产生，这是电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能，故A错误，C正确；
B．线圈由图示位置转过180°时，磁场方向不变，但ab边和cd边切割磁感线的方向发生了改变，因此电流不会仍沿着abcd流过线圈，故B错误；
D．通电线圈abcd在转动的过程中，一定受磁场力的作用，故D错误。．
故选C。
6．（23-24九年级上·广西百色·期末）如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．这两个时刻线圈中的电流方向相同
B．这两个时刻ab边中的电流方向相同
C．这两个时刻ab边受到的磁力方向相同
D．在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同
【答案】A
【详解】AD．导体受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，由图示可知，导线ab在左图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，在右图中电流方向是由a到b的，受力方向是竖直向上的；导线cd在左图中电流方向是由d到c的，受力方向是竖直向上的，在右图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的，所以这两个时刻线圈中的电流方向相同，在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向不同，故A正确，故D错误；
BC．左图和右图中的磁场方向相同；左图中导线ab的电流方向是由b到a，右图中导线ab的电流方向是由a到b，电流方向不同，受力方向也不同，故BC错误。
故选A。
二、填空题
7．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段练习）小明乘坐爸爸驾驶的以汽油机为动力的汽车外出游玩，观察到仪表指示发动机转速为3000r/min，则这台汽油机每秒对外做功 次。利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了 能，实现了对电池的充电，既节约了汽油，又减少了尾气排放。
【答案】 25 电
【详解】[1]汽油机在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，3000r/min，即50r/s，则每秒做功的次数为25次，并完成100个冲程。
[2]发电机是将机械能转化为电能的装置，电动机作为发电机使用，把动能转化成电能，对电池充电。
8．（2024·安徽·二模）如图为中国科学技术馆中介绍利用潮汐发电的示意图。浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做 运动，从而使线圈产生了感应电流。
【答案】切割磁感线
【详解】由题可知，浮标发电的原理是电磁感应。产生感应电流的条件是，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。可知浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做切割磁感线运动时，线圈就会产生了感应电流。
9．（2023·云南昆明·二模）如图所示，晓佳将一简易电动机接入电路中，闭合开关，小灯泡发光但电动机线圈不转动，通过检查，排除线圈被卡不转动的可能，于是晓佳判断可能是电动机线圈短路而不转动，晓佳的同学小华却认为：不一定是线圈短路才不转动，也可能是线圈所受磁场力太小。为帮晓佳找出电动机不转动的原因，他们可利用如图所示的电路图和多节新电池、磁性强弱不同的多块磁铁进行实验。他们进行的操作是 ，若 ，说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。

【答案】 将电源换为多个干电池串联、同时换用磁场更强的磁体，闭合开关观察线圈是否转动 观察到线圈转动了
【详解】[1]通电线圈所受磁场力大小与磁场强弱和电流大小有关，要说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小，必须增大磁场力，即增大电流或增强磁场；进行的操作是将电源换为多个干电池串联、同时换用磁场更强的磁体，闭合开关观察线圈是否转动。
[2]若观察到线圈转动了，则说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。
10．（23-24九年级下·湖北孝感·期中）小红同学在家找到两个外观一样，额定电压均为220V的普通白炽灯，其铭牌已经模糊，看不出额定功率，但是可以直接通过观察灯丝比较出两只灯泡的额定功率，请你判断，两只灯泡中，电阻较大的是 灯，若将两只灯泡串联起来，接在220V的电路中，两灯的亮度情况是 （选填“甲灯更亮”，“乙灯更亮”或“两灯一样亮”），小刚将灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，如图丙所示，他发现发光的灯丝在晃动，类似于 。（填“电动机原理”或“发电机原理”）
【答案】 乙 乙灯更亮 电动机原理
【详解】[1]由于两个灯泡的额定电压都是220V，且外观一样，我们可以直接观察灯丝。在材料相同的情况下，灯丝越细越长，其电阻越大。由图可知，乙灯泡灯丝的电阻较大。
[2]在串联电路中，电流处处相等。根据电功率的公式，在电流相同的情况下，电阻越大的灯泡，其实际功率就越大，因此也就越亮。所以，乙灯会更亮。
[3]当灯泡发光时，灯丝中有电流通过。此时，如果用一个蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，由于通电导体在磁场中会受到力的作用，因此灯丝会受到磁场的作用力而发生晃动。这个现象与电动机的原理相似，即通电导体在磁场中受力而运动。
三、实验题
11．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）小马同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器“；0.5A”、电流表（、）、电压表（、）、学生电源（电压4.5）、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整 （要求滑片向右移动时灯泡变亮）；
(2)连接好电路，移动滑动变阻器滑片，小明发现小灯泡始终不亮，电压表、电流表示数均为0，经检查电表完好，则故障可能是______；
A．小灯泡断路 B．小灯泡短路
C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
(3)故障排除后，刚闭合开关时，电流表示数为0.15A，移动滑动变阻器的滑片，改变灯泡两端电压，小马根据实验中获得的数据绘制小灯泡“”图象如图丙所示，当小灯泡正常发光时，电流表指针偏转如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W；
(4)移动滑片使小灯泡正常发光的过程中，当滑动变阻器达到功率最大时，最大功率可能是______。
A．0.5W B．0.5625W
C．0.6075W D．0.675W
(5)完成上述实验后，小明又找来、、、的电阻各一个，不改变滑动变阻器的规格和电源电压，来完成探究“电流与电阻的关系”实验，电流表（），电压表（）；要完成这四次实验，应控制的电压表示数的范围为 V。
(6)小马同学继续实验：“探究什么情况下磁可以生电”。实验装置如图丁所示：
①实验中，AB棒的材料可能是 （填“塑料”或“铝”）。
②实验时，通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
③闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动不切割磁感线运动 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为 能。
④保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。
⑤若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】(1)见详解
(2)C
(3)0.7
(4)C
(5)
(6) 铝 灵敏电流计的指针是否偏转 切割磁感线 电 磁场方向 电源
【详解】（1）根据要求滑片向右移动时灯泡变亮，应该把滑动变阻器右下方接线柱接入电路，电压表与小灯泡并联连接电路，电路连接如下：
（2）连接好电路，移动滑动变阻器滑片，小明发现小灯泡始终不亮，电压表、电流表示数均为0，经检查电表完好，说明电路为断路，电压表并联的元件没有损坏，因此小灯泡没有故障，则故障可能是滑动变阻器断路，导致电路中没有电流，灯泡两端没有电压。
故选C。
（3）根据图乙所示，可知小灯泡正常发光时，电流，根据可以求得小灯泡额定功率
（4）移动滑片使小灯泡正常发光的过程中，当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时，滑动变阻器功率最大，此时
由图丙可以估测此时滑动变阻器的电流，可以估测此时滑动变阻器的功率
故选C。
（5）根据电路中允许通过的最大电流和接入的最小电阻可得最大电压，因为滑动变阻器“；0.5A”、电流表连接小量程（），所以，
根据滑动变阻器的最大值和接入的最大阻值，利用串联分压原理可以求得最小电压
应控制的电压表示数的范围为。
（6）①[1]在电磁感应实验中，切割使用的棒为导体，应该选择铝棒。
②[2]实验时，我们可以通过观察灵敏电流计的指针是否偏转判断电路中是否有感应电流产生。
③[3][4]三次实验中，只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则我们可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。在此过程中，主要是将机械能转化为电能。
④[5]保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变，则是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
⑤[6]电动机工作时，是将电能转化为机械能，由此可知，我们需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源（电池）。若将此装置中灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理。
12．（2024·云南·模拟预测）用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图的甲、乙、丙所示。
(1)乙图中，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N极朝上，则磁化后的铁钉的尖端为 （填“N”或“S”极）。
(2)丙图中，用电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 （填“向上”或“向下”）。
(3)这个简易电动机工作时，将电能转化为 能。
(4)丙图中，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 方向。
【答案】(1)N
(2)向下
(3)机械
(4)电流
【详解】（1）乙图中，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N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉根据异名磁极相互吸引可得铁钉的尖端为N极。
（2）电源外部电流从正极流向负极，故丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，通过电线的电流方向是向下。
（3）简易电动机工作时，将电能转化为机械能。
（4）通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方向改变则其转动方向就改变；而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关，因此要改变铁钉转动方向可以改变电流方向。
13．（2024·福建莆田·二模）如图为某电动机的原理简图，EF、为螺线管，为电动机的线圈，为转轴，电源电压恒定。闭合开关后，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则
(1)螺线管的F端为 极，FP间的磁场对 有力的作用，在铜半环和电刷的配合下，电动机能持续转动下去，该过程是电能转化为 能；
(2)若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈 时针转动；
(3)若只将滑动变阻器的滑片向右移动，能观察到的现象是： 。
【答案】(1) S 通电线圈 机械
(2)顺
(3)线圈转速加快
【详解】（1）[1]由图知道，电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则知道，通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极。
[2][3] FP间的磁场对通电线圈有力的作用，电动机能持续转动下去，该过程是电能转化为机械能。
（2）若只将电源的正负极对调，则电流的方向发生改变，两个螺线管的磁极的方向也发生了改变，即线圈所处磁场方向改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同，即顺时针转动。
（3）将滑动变阻器的滑片向右移动，电阻变小，电流变大，通电导体在磁场中受到力的作用变大，能观察到的现象是线圈转速加快。
14．（2024·江西九江·一模）【实验名称】设计小型电动感应系统
【进行实验】
(1)制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和 ，图1是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，小明用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动，这是因为 ；
A．电刷与换向器接触不良 B．线圈内部断路
C． 线圈正好处于平衡位置
①如果仅将图1中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动方向与原来转动方向 （选填“相同”或“相反”）；
②如图1所示，小明换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。为了便于改变线圈转动速度，在不改变电源电压的情况下，他可以在电路中 （选填“串联”或“并联”）一个 ；
(2)设计电动感应电路
同学们看到商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。图2是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
【答案】(1) 磁体 C 相反 串联 滑动变阻器
(2) 开关 有
【详解】（1）[1]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，所以，电动机中有线圈和磁体。
[2]由题意知，电动机是在用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，说明电动机不转时，正好线圈处于平衡位置，平衡位置是指线圈平面和磁感线垂直的平面，此时上下两边受到平衡力的作用，大小相等，方向相反，在同一直线上，相互抵消，相当于不受力，电动机不会转动，只要越过平衡位置后，两个力不在同一直线上，便可以转动了。故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
①[3]电动机线圈转动方向与磁场方向和电流方向有关，永磁体上下磁极调换一下，改变了磁场方向，而电流方向不变，所以线圈转动的方向与原来转动的方向相反。
②[4][5]如图1所示，换用三节电池供电，说明转速与电流大小有关，电动机线圈受力大小与电流大小有关，想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，通过滑动变阻器调节接入电路中的电阻，进而改变电路中的电流，需要在电路中串联一个滑动变阻器。
（2）[1][2]当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。说明感应器控制电路的通断，相当于电路原件中的开关。当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器有磁性，吸引衔铁又把右边电路接通。
四、综合题
15．（23-24九年级下·江苏南通·阶段练习）某款智能电动汽车，部分参数如表：
整车质量 1650k 电动机最大功率 160kW 最高时速 155km/h
电池容量 60kW·h 电池能量密度 150(W·h)/kg 最高续航里程 600km
电池是电动汽车的核心，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。电动汽车的续航里程是指电动汽车上动力蓄电池以全充满状态开始到标准规定的试验结束时所走过的里程，是电动汽车重要的经济性指标。能量回收是电动汽车特有的功能，车辆在减速或制动时车轮的转动会带动驱动电机转动发电，再为汽车动力电池充电，达到能量回收利用的效果。
电池的使用寿命有限，电池寿命的结束是指电池总容量衰减到设计容量的80%或者以下。电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数，很多因素都会影响电池的循环寿命，如电池温度、充放电电流等。有研究表明，不同的放电深度也会影响电池的循环寿命，例如，一辆电动车将电池电量从70%用到30%，则这次的放电深度为40%；再次使用前将电池充电到90%后，又用到30%，这次的放电深度就为60%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电，研究人员以不同的放电深度对电动车电池进行充放电循环研究，得到了电动车电池100%全循环放电次数与放电深度的关系，如图所示。由图像我们不难看出，合理规划充放电策略，可以有效延长电动车电池的使用寿命。
（1）电动汽车的动力装置为电动机，其工作原理是 ；
（2）电动汽车充电站的一排充电桩，这些充电桩是 （选填“串联”或“并联”）的；电动汽车在充电时，电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）；
（3）该车快充半小时即可将电池容量由20%充至80%，其充电功率为 kW；
（4）在一次测试过程中，该车以最大功率在水平地面上5分钟内匀速直线行驶了8000米。则该车在这次测试过程中牵引力所做的功是 J，该车受到的阻力f为 N，在电池满电状态下，按此测试速度行驶，最多能续航 h；
（5）电池循环寿命指的是电池寿命结束前进行的 ，最有利于延长电池寿命的使用策略是当电池用掉 电量时充电。若电动车每天使用前都充电到总电量的95%，第一天结束行驶后电池电量为45%，若第二天开始每天耗电量都比前一天增加10%，则电动车电池在连续5天时间内完成了约 的100%全循环放电。
【答案】 磁场对电流有力的作用 并联 用电器 72 6.25 100%全循环放电次数 40% 3
【详解】（1）[1]电动机是将电能转化为机械能的装置，工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用。
（2）[2]充电桩在工作时，是互不影响的，是并联的。
[3]电动汽车在充电时，电池消耗电能，相当于电路中的用电器。
（3）[4]电池容量是60kW·h，该车快充0.5h可将电池容量由20%充至80%，其充电功率为
（4）[5]电动机的最大功率为
P大=160kW=160000W
以最大功率行驶5min牵引力所做的功为
W′=P大t=160000W×5×60s=4.8×107J
[6]该车行驶的速度为
该车匀速行驶，阻力和牵引力平衡，受到的阻力为
[7]在电池满电状态下，按此测试速度行驶，最多能续航的时间为
（5）[8]由短文可知，电池循环寿命指的是电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。
[9]由图可知，放电深度为40%时，100%全循环放电次数最多，所以最有利于延长电池寿命的使用策略是当电池用掉40%电量时充电。
[10]第一天结束行驶后电池放电
95%-45%=50%
由于第二天开始每天耗电量都比前一天增加10%，则第二天结束行驶后电池放电
(95%-45%)×(1+10%)=55%
同理可知，第三天结束行驶后电池放电
(95%-45%)×(1+10%)×(1+10%)=60.5%
第四天结束行驶后电池放电
(95%-45%)×(1+10%)×(1+10%)×(1+10%)=66.55%
第五天结束行驶后电池放电
(95%-45%)×(1+10%)×(1+10%)×(1+10%)×(1+10%)=73.205%
所以，电动车电池在连续5天时间内放电
50%+55%+60.5%+66.55%+73.205%=305.205%
完成了全循环放电次数
故电动车电池在连续5天时间内完成了约3次的100%全循环放电。
16．（23-24九年级上·北京·阶段练习）阅读下文，回答问题。
18 世纪后期在德国兴起了自然哲学思潮，弘扬自然界中联系、发展的观点。丹麦物理学家奥斯特（1777-1851）青年时代深受康德哲学的影响成为了德国自然哲学学派的追随者，一直坚信电磁之间存在联系，但做了大量实验都没有成功。1819 年冬天，他受命主持一个电磁研究，在研究中他产生了一个新的想法，即电流的磁效应可能不在电流延长线的方向上。1820 年在一次讲座快结束时，他灵机一动进行了这个实验，果然发现电流接通后，通电导线附近的小磁针动了一下。奥斯特惊喜万分，又反复实验，在 1820 年7 月 21 日发表论文《关于磁针上电流碰撞的实验》。论文指出，电流产生的磁力既不与电流方向相同也不与电流方向相反，而是与电流方向垂直，还指出电流对周围磁针的影响可以透过各种非磁性物质。奥斯特的发现马上轰动了整个欧洲科学界。当年 8 月，法国物理学家阿拉果（1786-1853）在瑞士听到这一消息，迅即返回法国，与 9 月 11 日向科学院报告了奥斯特的新发现。法国物理学家安培（1775-1836）敏锐地感到这一发现的重要性，第二天即重复了奥斯特的实验。一周后，他向科学院提交了一篇论文，提出了磁针转动方向与电流方向判定的右手定则，即以用右手握住通电导线，大拇指方向为电流方向，则四指弯曲方向与磁场方向一致。再一周后，安培提交了第二篇论文，讨论了平行导线之间的相互作用问题。只是受到奥斯特电流与磁针之间的相互作用的启发，安培就能认识到电流与磁体的等效， 并在极短时间内将这一发现推广到电流与电流之间的相互作用。1820 年底安培将他研究的电流元与电流元之间的相互作用规律发表，提出了安培定律，构成了电动力学的基础。安培之前，“电流”的概念尚未成为一个科学概念，正是安培首先规定了电流的方向，他大概受富兰克林的影响，认为电流是电液体由正极向负极流动，因此将电流的方向规定为正电荷流动的方向。今天我们知道，金属导线中是带负电荷的电子在定向运动，与安培的规定正好相反，但是按这个规定也不会带来什么麻烦，因此物理学界依然沿袭了安培的规定。另外，奥斯特电流的磁效应的发现也使得测量电流的大小成为可能，安培根据电流与磁体之间的相互作用发明了电流计，从而使电动力学真正走上了定量实验的道路。1821 年初，安培提出了安培分子假说，认为磁体产生磁场与电流产生磁场本质应该是一样的，磁体内部每一个“分子”中都带有回旋电流，产生的磁场可以根据右手定则来判定，如果“分子电流”排列方向趋于一致，那么物体就会产生宏观的磁性，这种假说当时并不受重视，因为当时的人们对分子、原子的认识还比较粗浅，70 多年后才由汤姆生发现电子揭示原子内部结构，安培的分子电流模型是非常超前的。虽然安培认为磁性来源于分子电流与我们今天认为磁性产生的原因并不完全相同，但安培从错综复杂的现象中，提炼出磁现象的电流本质，是极有洞见的。
（1）安培评价奥斯特实验说：“奥斯特先生，已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起。”奥斯特的重要贡献在于他发现了 。
（2）电流计的原理是 。
（3）安培认为分子内有回旋电流，若某分子回旋电流如图所示， 它中心产生的磁场方向沿虚线向 （选填“上”或“下”）。
（4）关于安培“分子电流假说”正确的是 。
A．可以解释条形磁铁与通电螺线管磁场之间的等效性
B．可以解释为什么没有只有一个磁极的磁体
C．可以计算电流与磁铁之间力的大小
D．可以计算电流与电流之间力的大小
【答案】 通电导线周围存在着磁场 通电导线在磁场中受力的作用而运动 上 AB
【详解】（1）[1]把小磁针平行于导线，放在导线的正下方，给导线通电，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在着磁场；奥斯特的重要贡献在于他发现了通电导线周围存在着磁场。
（2）[2]通电导线周围存在磁场，通电导线的磁场与磁场相互作用，使得通电导线在磁场中受到力的作用，电流计的原理是通电导线在磁场中受力的作用而运动。
（3）安培认为分子内有回旋电流，若某分子回旋电流如图所示，由安培定则可知， 它中心产生的磁场与通电螺线管的磁场类似，方向沿虚线向上。
A．安培分子假说，认为磁体产生磁场与电流产生磁场本质应该是一样的，可以解释条形磁铁与通电螺线管磁场之间的等效性，故A正确；
B．磁体内部每一个“分子”中都带有回旋电流，产生的磁场可以根据右手定则来判定，如果“分子电流”排列方向趋于一致，那么物体就会产生宏观的磁性，可以解释为什么没有只有一个磁极的磁体，故B正确；
CD．受到奥斯特电流与磁针之间的相互作用的启发，安培就能认识到电流与磁体的等效， 并在极短时间内将这一发现推广到电流与电流之间的相互作用；奥斯特电流的磁效应的发现也使得测量电流的大小成为可能，安培根据电流与磁体之间的相互作用发明了电流计，故CD错误。
故选AB。
17．（2023·广东惠州·一模）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机M组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙所示。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时（即控制电路中的电流I>0.1A），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器R1的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当R1受到2000N压力时，R1与定值电阻R2的功率之比为2∶1。

（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N；当有人乘坐电梯时，电磁铁的磁性将 （选填“变强”或“变弱”）；
（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路（导线不能交叉） ；
（3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为 N，定值电阻R2为 Ω；
（4）为了让电动机转动时实现电梯的上升和下降，工作电源要选 （选填“交流电”或“直流电”）。
【答案】 4000 变强 8×103 80 交流电
【详解】（1）[1]该电梯空载静止时，配重和轿厢都处于静止状态，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力大小等于配重的重力，即
F=G配重=m配重g=400kg×10N/kg=4000N
[2]由图丙可知，当压力增大，压力传感器R1的阻值变小；当有人乘坐电梯时，压力传感器R1受到的压力增大，阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性将变强。
（2）[3]由题意知闭合控制开关S1，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作，说明电动机与B触点接触；超载时，触点与A接触，电铃发出报警铃声，说明电铃与A触点接触，即使闭合S2，电动机也不工作，说明电动机与电铃并联，如下图所示：

（3）[4][5]由图丙知，当压力F=2000N时，压敏电阻的阻值R1=160Ω，由图知R1与R2串联，串联电路电流处处相等，根据P=I2R知R1与定值电阻R2的功率之比
则有
解得定值电阻R2的阻值
R2=80Ω
载重量越大，对轿厢的压力越大，由图丙知R1的阻值越小，控制电路的总电阻就越小，根据欧姆定律知电路中的电流越大，当电流为I=0.1A时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大，所以，由知电路的最小电阻
根据串联电路电阻的规律知R1的最小值
R1最小=R最小-R2=120Ω-80Ω=40Ω
由图丙知此时的压力最大
F最大=8×103N
即该电梯的最大载重量为8×103N。
（4）[6]为了让电动机转动时实现电梯的上升和下降，需要改变电动机转动方向，即需要改变电流方向，故工作电源要选交流电。
五、科普阅读题
18．（2024·江苏盐城·二模）阅读材料，回答问题；
福建号首次海试2024年5月8日下午，中国第三艘航母“福建”号完成为期8天的首次试航，顺利返回码头，福建舰是由我国完全自主设计，建造的首艘电磁弹射型航母，其满载时的排水量为8×105t。
福建舰采用平直通长飞行甲板，配置了全球领先的电磁弹射装置，此装置主要由弹射器和磁场较强的电磁轨道组成，弹射器在电磁轨道上，并与舰载机的前轮连接。当弹射器内的导体通以强大电流时，就会受到强大的推力而带动所搭载的舰载机向前运动，使舰载机被弹射飞出。福建舰的电磁弹射装置简易结构如图甲所示，空载的舰载机质量为10t，舰载机起飞时需要达到一定的速度（相对于空气），因此需要建造较长的起飞跑道。电磁弹射轨道上舰载机的速度v与路程s的关系如图乙所示，为了使福建舰海试成功，技术人员还在风洞中模拟了舰载机的升力F与速度v的关系，如图丙所示；
（1）舰载机满载时起飞的最低速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）舰载机空载时起飞的最低速度；
（2）福建舰满载时受到的浮力是 N，舰载机离开航母后，航母所受到的浮力将 （选填“增大”“减小”或“不变”）；（g取10N/kg）
（3）若航母静止在水面上，则空载的舰载机起飞需要至少 m的电磁弹射轨道；
（4）若航母以54km/h的速度航行，为使空载的舰载机能够起飞，需要至少 m的电磁弹射轨道。若所施加的牵引力始终为1×105N，电磁弹射装置的机械效率为50%，则该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少 J的电能；
（5）电磁弹射技术的优势之一是电磁弹射的弹射力度可以根据舰载机的类型不同进行调节，无论是轻型还是重型飞机，都能找到合适的弹射力度。如果你是电磁弹射器的设计师，请写出一种可以方便改变弹射器的弹射力度的方法： 。
【答案】 大于 8×109 减小 125 61.25 1.125×107 改变弹射器中的电流大小（合理即可）
【详解】（1）[1]由利于运动关系知舰载机满载时起飞的所需升力F大于舰载机空载时起飞的所需升力。如图丙所示舰载机起飞的所需升力越大，起飞的最低速度越大。所以舰载机满载时起飞的最低速度大于舰载机空载时起飞的最低速度。
（2）[2]根据阿基米德原理可知，福建舰满载时受到的浮力是
[3]舰载机离开航母后，航母总重减少，根据物体的浮沉条件知，物体漂浮时浮力等于自身重力，所以舰载机离开航母后，受到的浮力将减小。
（3）[4]空载的舰载机质量为10t，由二力平衡特点知起飞需要升力至少为
由丙图知，升力达到105N的起飞最低速度为50m/s。再结合图乙知速度要达到50m/s，空载的舰载机起飞需要至少125m的电磁弹射轨道。
（4）[5]若航空母舰静止在水面上，空载舰载机起飞最低速度为50m/s。若航母以54km/h即15m/s的速度航行，舰载机与航母同向运动，为使空载的舰载机能够起飞需要至少35m/s的速度航行。由题意及图乙可知空载舰载机能够起飞需要至少61.25m的电磁弹射轨道。
[6]若所施加的牵引力始终为1×105N，电磁弹射装置的机械效率为50%，则由可得该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少电能为
（5）[7]电磁弹射的原理是通电导体在磁场中受力的作用，力的大小与磁场的强弱、电流大小有关，可以方便改变弹射器中的电流大小改变弹射器的弹射力度。
19．（2023·江苏苏州·一模）阅读材料，回答问题。
电动机的能量电动机利用通电线圈在磁场里转动的原理，把电能转化为机械能。若电动机输入端的电压为U，且电动机不加任何负载，那么在电动机接通瞬间，线圈没有转动，因而此时电流可以计算为：，这个是欧姆定律得出的结论。但当电动机的线圈在磁场里转动时，线圈导线切割磁感线，所以在线圈中必然要产生感应电压，我们把它称作感应电动势E，因其方向跟外加电压的方向相反，通常把这个感应电动势称作反电动势。记做。线圈的两条侧边都会切割磁感线，同时产生感应电动势，如图所示，其大小分别为和，反电动势，这样加在线圈上的实际电压不再是U了，而变成了。
从能量上看，由于存在着反电动势，有一部分电能转化为机械能，电功并不等于电热，此时电路供给电动机的功率（输入功率）UI，转化为机械能的功率（输出功率）E反I，以及线圈上的热功率I2R两部分。
（1）如果用E反表示反电动势，U表示外加电压，R表示线圈电阻，那么电动机工作时通过线圈的电流强度等于 （用字母表示）；
（2）若一台额定电压为3V的小直流电动机正常工作时，正常转动时反电动势为2.4V，线圈的电阻为2Ω，该电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为 %。
【答案】 80
【详解】（1）[1]根据电路供给电动机的功率输入功率），转化为机械能的功率输出功率），以及线圈上的热功率两部分，有
解得
（2）[2]电动机正常转动时的电流
根据电动机的效率专题16.4 电磁感应 发电机
一、电磁感应现象
1．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。
2．电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。
3．感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。
4．探究感应电流产生的条件
甲 乙 丙
（1）未闭合开关，导体棒AB在磁场中沿任意方向运动，灵敏电流表指针均不偏转，如图甲所示；
（2）闭合开关，导体棒AB上下运动时，灵敏电流表指针不偏转，如图乙所示；
（3）闭合开关，导体棒AB左右运动时，灵敏电流表指针偏转，如图丙所示。
说明，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动，有感应电流产生。
5．电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
甲 乙 丙
（1）磁场方向不变时，切割磁感线运动方向改变，感应电流方向改变，如图甲乙所示；
（2）切割磁感线运动方向不变时，磁场方向改变，感应电流方向改变，如图乙丙所示；
（3）磁场方向和切割磁感线运动方向同时改变时，感应电流方向不变，如图甲丙所示.
二、发电机
将机械能转化为电能的机器.
1．结构：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，如图甲所示。与电动机结构相似，但没有电动机的换向器。当线圈在磁场中切割磁感线时（如图乙中2、3、4位置），线圈中产生感应电流。
2．原理：发电机是根据电磁感应原理工作的。
图甲：导线ab和cd平行于磁感线运动，未切割磁感线，无感应电流产生。
图乙：线圈较图甲位置转过90°，导线ab和cd垂直于磁感线运动，切割磁感线，有感应电流产生。
图丙：线圈较图甲位置转过180°，导线ab和cd平行于磁感线运动，未切割磁感线，无感应电流产生。
图丁：线圈较图甲位置转过270°，导线ab和cd垂直于磁感线运动，切割磁感线，有与图乙方向相反的感应电流产生。
由以上过程可知，发电机发出的是方向不断变化的交流电。
三、发电机和电动机的区别
1．结构：发电机无电源；电动机有电源。
2．工作原理：交流发电机是根据电磁感应原理工作的；
电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
3．能量转化：交流发电机是由机械能转化为电能；
电动机是由电能转化为机械能。
四、直流电和交流电
1．直流电：方向不变的电流叫做直流电。
2．交流电：周期性改变电流方向的电流叫交电流。
3．产生感应电流大小跟磁场强度、切割磁感线速度、线圈匝数（导体的长度）有关。
4．周期（T）：完成一次周期性变化需要的时间。
5．频率（f）：1秒内完成周期性变化的次数（赫兹）。
关系：
我国交流电周期是是0.02s，频率为50Hz（即每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。
五、话筒
1．结构：膜片、线圈、永久磁体
2．作用：把振动的声音变成变化的电流。
3．原理：声波使膜片振动，带动线圈运动，在磁场中切割磁感线，这样线圈中就产生了变化的电流，这样就将声信号转化为电信号。
【易错点】
如果是直流发电机，仍需要换向器，如果是交流发电机则不需要换向器。
【典例】（24-25九年级上·江苏南通·阶段练习）小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，则实验装置中甲部分应用的物理原理是 ；实验装置中的乙部分，是将电能转化成 能；其中 （选填“甲”或“乙”）部分产生的现象与电动机的工作原理相似。
【变式1】（2024·河北沧州·二模）如图所示为“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，实验时将开关、导线、灵敏电流表用导线串联起来组成闭合回路。若磁体保持静止，导线做 运动时，灵敏电流表指针偏转，在这个过程中， 能转化为电能。若将图中灵敏电流表换成 ，还可以探究电动机原理。
【变式2】（2024·山东济宁·二模）如图甲所示，磁体和导体棒均水平放置，断开，闭合，使导体棒水平向右运动，灵敏电流计G的指针向右偏转，这是 现象。断开、闭合，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填（选填“电动机”或“发电机”）。如图乙所示，在通电螺线管的右边有一枚小磁针，图中箭头表示电流方向，则小磁针的N极将 转动（选填“不会”、“顺时针方向”或“逆时针方向”）。
【变式3】（2024·山东威海·一模）将风扇（内部有磁铁和线圈）、干电池和灵敏电流表等按图所示电路连接．当断开、闭合时，电扇转动，风扇转动的原理与 （选填“电动机”或“发电机”）工作的原理相同。当断开、闭合时，用手快速拨动风扇叶使其转起来后，发现电流表指针左右摆动，其原因是 ．
【变式4】（2022·湖北襄阳·一模）小东在探究“产生感应电流的条件”的实验中，按照如图所示的装置组装实验器材，他闭合开关后，迅速向右移动导体棒将观察到的现象是 ；理由是 。
【变式5】（2024·广东·二模）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。
(1)5月23日，时速可达600公里的高速磁悬浮列车试验样车在青岛下线，工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在磁场，根据右手螺旋定则，可判断出来图中该电磁铁的上端是电磁铁的 极；该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 ；
(2)高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，利用 的原理将车辆的机械能转化为电能。
【变式6】（2024·辽宁大连·一模）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。如图所示，将通电的导线放入磁场中闭合开关后，导线向外（右）运动，改变导线中电流的方向，导线运动的方向 （填“不变”或“改变”）。若将图中的电源换接上灵敏电流计，就可以探究 现象，该实验进一步揭示了电和磁之间的联系。
【典例】（2024·河南信阳·二模）小明利用如图所示的装置探究感应电流产生的条件。
（1）实验时，通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）闭合开关，将蹄形磁体水平放置，使导体AB从图示位置向左运动，电路中 （选填“无”或“有”）感应电流产生；若保持导体AB不动，要产生感应电流，还可以进行的操作是 。
（3）小明在操作中发现灵敏电流计的指针偏转角度较小，请你写出一种使实验现象更明显的方法： 。
【变式1】（2024·宁夏银川·二模）2023年哈尔滨马拉松于8月26日鸣枪开跑，比赛采用感应器计时系统。感应器芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是( )
A．B．
C．D．
理由：
【变式2】（2024·山东聊城·二模）探究电磁感应现象应该选用如图中 所示的装置进行实验。实验中与扬声器原理相似的是装置图中
【变式3】（24-25九年级上·云南保山·期中）无线充电原理是电磁感应现象，送电线圈形成变化的磁场使受电线圈的磁场发生变化，进而形成感应电压。无线充电被广泛应用在手机上，其工作原理图如图所示。影响无线充电的因素有电源、调节装置、线圈大小、线圈匝数、两线圈间的距离。某小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小与两线圈间的距离的关系，他们准备的实验器材有相同规格的漆包线绕制的线圈、电源、调节装置、电压表等。①实验时，我们需要控制的变量除了电源、调节装置、线圈的匝数之外，还需要控制的是 ；②正确连接电路，接下来的操作是 ；④可以得到 。说明在其它条件相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压就越大。
【变式4】（23-24九年级上·山东东营·阶段练习）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置。用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来
(1)该实验中，灵敏电流计的作用是： 、 ；
(2)确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，原因是 、 ；
(3)在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完兽后，观察到的现象如表所示，闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流；
序号 磁体（磁极）放置方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转情况
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 上N下S 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
6 上S下N 向左运动 向左偏转
7 向右运动 向右温转
(4)比较4、5、6、7次实验可以得出：感应电流方向与 有关。
【典例】（2024·陕西宝鸡·二模）图甲是物理老师上课时使用的“小蜜蜂”扩音器，图乙是其工作原理图，声信号由麦克风（话筒）转化为电信号，经放大器放大后，再传入扬声器转化为声信号播出。麦克风的工作原理是 现象，扬声器的工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。
【变式1】（2020·湖北武汉·模拟预测）如图所示，录音机录音时声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地 ，于是记录了一连串有关磁性变化的信息，磁粉小颗粒是由 （填“硬磁性”或“软磁性”）材料制成的。放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。下列选项与扬声器工作原理相同的是 （填字母标号）；
A．直流电铃 B．电磁继电器 C．电动机 D．动圈式话筒
请在图中磁头线圈上用箭头标识此时电流的方向。( )
【变式2】（2024·河南新乡·模拟预测）如图所示，光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，且处于竖直向上的磁场中，AB、CD是两根金属棒，AB从光滑的斜面自由滑下，运动到水平面时，发现CD开始向右运动。从能量转化的角度考虑，AB在水平面上运动过程中速度将 （选填“变大”、“变小”或“保持不变”），CD在水平面运动的原理和 （选填“发电机”或“电动机”）相同。
【变式3】（23-24九年级下·福建福州·开学考试）某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪，地板下方铺设的结构如图所示，当踩踏地板时，使固定在地面上的弹簧线圈做 磁感线运动，使闭合电路中产生感应电流，该感应电流是 （选填“交流电”或“直流电”）。
【变式4】（2023·湖北武汉·模拟预测）把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流，如图甲所示，手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来（填“相同”或“相反”），并与发电机串联，如图乙所示。转动摇把，发现两个二极管交替发光，说明电路中产生的是 电流，简称交流。

【变式5】（22-23九年级上·河南平顶山·期末）如图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是 （选填“1”、“2”、“3”或“4”），该发电机产生的是 （选填“交流电”或“直流电”）。
一、单选题
1．（23-24九年级上·河北秦皇岛·期末）在物理学的发展过程中，下列物理学家都做出了杰出的贡献，其中首先发现电磁感应现象的是（ ）
A．焦耳 B．奥斯特 C．安培 D．法拉第
2．（2024·海南·中考真题）电子计数器测量原理是通过切割磁感线产生变化的电流计数，下列设备与计数器工作原理相同的是（ ）
A．柴油机 B．电动机 C．汽油机 D．发电机
3．（2024·云南昭通·二模）下列四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．电热水壶 B．洗衣机
C．电风扇 D．扫地机器人
4．（23-24九年级下·安徽淮北·阶段练习）如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（　　）
A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C．图乙中的线圈处在平衡位置上
D．由于具有惯性，线圈能持续转动
5．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）下列有关磁与电现象的说法不正确的是（　　）
A．甲图，此现象的原因跟验电器的工作原理相同
B．乙图，改变电磁铁中电流的方向可以改变电磁铁的南、北极
C．丙图，利用它的原理人类发明了发电机
D．丁图，电流和磁场方向同时改变为相反方向时，导体ab运动方向也变为相反方向
6．（2024·四川成都·二模）如图所示是简易电动机模型，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，在线圈的下面放置一个磁体。将线圈接入电路，闭合开关后线圈转动起来。下列关于该电动机模型的说法正确的是（　　）
A．利用电磁感应原理工作
B．工作时机械能转化为电能
C．对调电源正负极可改变线圈转动方向
D．增大电路的电流可改变线圈转动方向
7．（2024·江西南昌·一模）小明拆开了实验室某电流表，看到内部结构大致如图所示。通电后发现，内部线圈转动会带动螺旋弹簧以及指针偏转。下列说法错误的是（ ）
A．它利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理
B．通过电流表的电流越大，螺旋弹簧的形变越大
C．螺旋弹簧的形变越大，指针偏转越明显
D．若电流从负接线柱流入，内部线圈不会受到力的作用
8．（23-24九年级上·河北张家口·期末）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要加快线圈顺时针转动的速度，下列方法中可行的是（ ）
A．减小电路中的电流 B．只改变电路中电流的方向
C．对调磁极位置同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁铁
9．（2024·江苏苏州·二模）电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。下图能说明这一原理的是（　　）
A． B．C． D．
10．（2024·安徽阜阳·二模）如图所示为小宇探究电磁感应现象的原理图，A、B为两块电磁铁的两端，让线圈从不同高度竖直下落，观察灵敏电流计的指针偏转角度，其中，下列说法正确的是（ ）
A．调节变阻器的滑片右移，小灯泡越暗，两块电磁铁的磁性越强
B．调节变阻器的滑片左移，小灯泡越亮，两块电磁铁的磁性越弱
C．若将电源正、负极对调，可探究感应电流大小与磁场强弱的关系
D．若线圈分别从高为和处自由竖直下落，可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系
二、填空题
11．（2024·福建南平·二模）如图是一款能发电的魔方，根据 原理，转动魔方时能产生电能。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，充电时魔方相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。
12．（24-25九年级上·全国·课前预习）小明为观察磁场对通电线圈的作用。如图所示，用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中。闭合开关后，看到线圈 （“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。
A．两侧全刮 B．一侧全刮，另一侧刮半周
C．两侧均刮上半周 D．一侧刮上半周，一侧刮下半周
13．（2022·安徽合肥·二模）如图甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，如果电流方向向下，导体ab受到向右的力；若磁场方向不变，一电子沿图乙所示的速度方向向上运动，该电子受到向 （选填“左”或“右”）的力。
14．（2024·陕西宝鸡·一模）汽车启动的工作原理图如图所示，旋转汽车钥匙（闭合汽车内开关），电磁铁具有磁性而把衔铁A吸下来，使动触点B与静触点C接触，电动机所在电路接通。AOB相当于一个绕O点转动的 。电动机启动时电流很大，其所在电路连接选用粗且短的导线可以减小导线的 ，避免因为电流的 效应带来的电路损坏，电动机是利用 在磁场中受力转动的原理工作的。
15．（2022·福建莆田·一模）如图所示，用一个铁钉、一节电池、一根导线和两个纽扣强磁铁，组装成一个演示用的简易电动机。

（1）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N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为 极；
（2）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，铁钉中的电流方向向 ，通电的磁铁由于受到 作用而开始旋转；
（3）磁铁带动铁钉转动需要的能量由 能转化而来；
（4）演示时，若要改变磁铁的转动方向，可以改变 方向或 方向。
16．（2022·河南商丘·一模）如图所示，某实验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mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，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”），原因是 。
17．（2022·湖北宜昌·中考真题）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”）
18．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段练习）小明乘坐爸爸驾驶的以汽油机为动力的汽车外出游玩，观察到仪表指示发动机转速为3000r/min，则这台汽油机每秒对外做功 次。利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了 能，实现了对电池的充电，既节约了汽油，又减少了尾气排放。
19．（2024·安徽·二模）如图为中国科学技术馆中介绍利用潮汐发电的示意图。浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做 运动，从而使线圈产生了感应电流。
三、实验题
20．（21-22九年级上·广东佛山·期末）如图所示，使线圈位于两磁极间，请你看图回答下列问题：

①通电后，图1中ab段导线的电流方向是 （选择“由a到b”、“由b到a”）；
②图1中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图3中ab段导线所受磁场力的方向；
线圈转过图2所示位置，用 （填写一种器材名称）可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈，这是因为导体在磁场中运动的方向与 方向有关；
③若把图1中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热，此过程机械能先转化为 能再转化为 能。
21．（20-21九年级上·浙江宁波·期末）小敏同学探究“通电导线在磁场中受力”的实验电路如图甲所示，实验记录如下表：
实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向
1 向下 无电流 静止不动
2 向下 由a向b 向左运动
3 向上 由a向b 向右运动
4 向下 由b向a 向右运动
（1）比较实验2和4，说明通电导线在磁场中受力方向与 有关；
（2）小敏通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是 ；
（3）小敏想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图乙中的 。
22．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）如图是“磁场对通电导线的作用”实验：
(1)为了使实验顺利进行，装置中的导体ab应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）；
(2)接通电源，导体ab向左运动，说明磁场对电流有力的作用。 是利用这一原理工作的（选填“电动机”或“发电机”）；
(3)若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到导体ab向 （选填“左”或“右”）运动，说明力的向与 方向有关；
(4)若将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab做 运动，发现电流表指针偏转，导体ab中 感应电流通过（选填“有”或“没有”），导体ab的 能转化为 能。
23．（23-24九年级下·河南焦作·阶段练习）小明用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验时将电流表、导线ab串联起来组成 回路。
(2)小明按如图所示的步骤操作，a表示导线ab，垂直于纸面。它在磁场中按箭头所指的方向运动，能使电流表指针偏转的是（　　）
A． B． C．
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施： 。
(4)在如图所示的实验中装置中，将电流表换成 进行触接，还可以探究电动机的工作原理。
一、单选题
1．（2024·福建泉州·三模）如图所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是（　　）
A．铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的转动方向不变
C．将电源的正负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变
D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘的转动方向改变
2．（2024·安徽·一模）电动机在生活中的应用越来越广泛，某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示，图乙是两种不同安装方式的电动机，每个电动机的两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；C和D是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　）
A．线圈连续转动是靠电流做功实现的
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．线圈1、2中均产生感应电流，线圈1、2的转动方向相反
D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边的受力方向均发生改变
3．（2024·广东广州·一模）如图甲所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，已知闭合开关时，该磁场对导体ab产生向北的作用力。已知螺线管通电后外部磁场的情况如图乙所示。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导线中电流的作用力方向与图中ab的受力方向方向相同（　　）
A． B． C． D．
4．（2024·河南周口·一模）如图甲所示的电动机在生活中的应用越来越广泛，图乙为电动机的工作原理图。线圈abcd处于水平向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　）
A．线圈连续转动是靠电流做功实现的
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．图乙中，线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
5．（2023·安徽池州·二模）如图所示，放在磁场中的闭合矩形线圈abcd在外力的作用下，使线圈自图示位置（即线圈平面平行磁感线位置）开始绕OO'逆时针匀速转动，在图示位置电流沿着abcd流过线圈，下列说法正确的是（　　）

A．该装置的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
B．线圈由图示位置转过180°时，电流还沿着abcd流过线圈
C．线圈在转动的过程中，将机械能主要转化为电能
D．线圈在转动的过程中，其一定不受磁场力的作用
6．（23-24九年级上·广西百色·期末）如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．这两个时刻线圈中的电流方向相同
B．这两个时刻ab边中的电流方向相同
C．这两个时刻ab边受到的磁力方向相同
D．在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同
二、填空题
7．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段练习）小明乘坐爸爸驾驶的以汽油机为动力的汽车外出游玩，观察到仪表指示发动机转速为3000r/min，则这台汽油机每秒对外做功 次。利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了 能，实现了对电池的充电，既节约了汽油，又减少了尾气排放。
8．（2024·安徽·二模）如图为中国科学技术馆中介绍利用潮汐发电的示意图。浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做 运动，从而使线圈产生了感应电流。
9．（2023·云南昆明·二模）如图所示，晓佳将一简易电动机接入电路中，闭合开关，小灯泡发光但电动机线圈不转动，通过检查，排除线圈被卡不转动的可能，于是晓佳判断可能是电动机线圈短路而不转动，晓佳的同学小华却认为：不一定是线圈短路才不转动，也可能是线圈所受磁场力太小。为帮晓佳找出电动机不转动的原因，他们可利用如图所示的电路图和多节新电池、磁性强弱不同的多块磁铁进行实验。他们进行的操作是 ，若 ，说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。

10．（23-24九年级下·湖北孝感·期中）小红同学在家找到两个外观一样，额定电压均为220V的普通白炽灯，其铭牌已经模糊，看不出额定功率，但是可以直接通过观察灯丝比较出两只灯泡的额定功率，请你判断，两只灯泡中，电阻较大的是 灯，若将两只灯泡串联起来，接在220V的电路中，两灯的亮度情况是 （选填“甲灯更亮”，“乙灯更亮”或“两灯一样亮”），小刚将灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，如图丙所示，他发现发光的灯丝在晃动，类似于 。（填“电动机原理”或“发电机原理”）
三、实验题
11．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）小马同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器“；0.5A”、电流表（、）、电压表（、）、学生电源（电压4.5）、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整 （要求滑片向右移动时灯泡变亮）；
(2)连接好电路，移动滑动变阻器滑片，小明发现小灯泡始终不亮，电压表、电流表示数均为0，经检查电表完好，则故障可能是______；
A．小灯泡断路 B．小灯泡短路
C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
(3)故障排除后，刚闭合开关时，电流表示数为0.15A，移动滑动变阻器的滑片，改变灯泡两端电压，小马根据实验中获得的数据绘制小灯泡“”图象如图丙所示，当小灯泡正常发光时，电流表指针偏转如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W；
(4)移动滑片使小灯泡正常发光的过程中，当滑动变阻器达到功率最大时，最大功率可能是______。
A．0.5W B．0.5625W
C．0.6075W D．0.675W
(5)完成上述实验后，小明又找来、、、的电阻各一个，不改变滑动变阻器的规格和电源电压，来完成探究“电流与电阻的关系”实验，电流表（），电压表（）；要完成这四次实验，应控制的电压表示数的范围为 V。
(6)小马同学继续实验：“探究什么情况下磁可以生电”。实验装置如图丁所示：
①实验中，AB棒的材料可能是 （填“塑料”或“铝”）。
②实验时，通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
③闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动不切割磁感线运动 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为 能。
④保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。
⑤若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。
12．（2024·云南·模拟预测）用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图的甲、乙、丙所示。
(1)乙图中，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N极朝上，则磁化后的铁钉的尖端为 （填“N”或“S”极）。
(2)丙图中，用电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 （填“向上”或“向下”）。
(3)这个简易电动机工作时，将电能转化为 能。
(4)丙图中，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 方向。
13．（2024·福建莆田·二模）如图为某电动机的原理简图，EF、为螺线管，为电动机的线圈，为转轴，电源电压恒定。闭合开关后，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则
(1)螺线管的F端为 极，FP间的磁场对 有力的作用，在铜半环和电刷的配合下，电动机能持续转动下去，该过程是电能转化为 能；
(2)若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈 时针转动；
(3)若只将滑动变阻器的滑片向右移动，能观察到的现象是： 。
14．（2024·江西九江·一模）【实验名称】设计小型电动感应系统
【进行实验】
(1)制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和 ，图1是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，小明用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动，这是因为 ；
A．电刷与换向器接触不良 B．线圈内部断路
C． 线圈正好处于平衡位置
①如果仅将图1中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动方向与原来转动方向 （选填“相同”或“相反”）；
②如图1所示，小明换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。为了便于改变线圈转动速度，在不改变电源电压的情况下，他可以在电路中 （选填“串联”或“并联”）一个 ；
(2)设计电动感应电路
同学们看到商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。图2是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
四、综合题
15．（23-24九年级下·江苏南通·阶段练习）某款智能电动汽车，部分参数如表：
整车质量 1650k 电动机最大功率 160kW 最高时速 155km/h
电池容量 60kW·h 电池能量密度 150(W·h)/kg 最高续航里程 600km
电池是电动汽车的核心，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。电动汽车的续航里程是指电动汽车上动力蓄电池以全充满状态开始到标准规定的试验结束时所走过的里程，是电动汽车重要的经济性指标。能量回收是电动汽车特有的功能，车辆在减速或制动时车轮的转动会带动驱动电机转动发电，再为汽车动力电池充电，达到能量回收利用的效果。
电池的使用寿命有限，电池寿命的结束是指电池总容量衰减到设计容量的80%或者以下。电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数，很多因素都会影响电池的循环寿命，如电池温度、充放电电流等。有研究表明，不同的放电深度也会影响电池的循环寿命，例如，一辆电动车将电池电量从70%用到30%，则这次的放电深度为40%；再次使用前将电池充电到90%后，又用到30%，这次的放电深度就为60%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电，研究人员以不同的放电深度对电动车电池进行充放电循环研究，得到了电动车电池100%全循环放电次数与放电深度的关系，如图所示。由图像我们不难看出，合理规划充放电策略，可以有效延长电动车电池的使用寿命。
（1）电动汽车的动力装置为电动机，其工作原理是 ；
（2）电动汽车充电站的一排充电桩，这些充电桩是 （选填“串联”或“并联”）的；电动汽车在充电时，电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）；
（3）该车快充半小时即可将电池容量由20%充至80%，其充电功率为 kW；
（4）在一次测试过程中，该车以最大功率在水平地面上5分钟内匀速直线行驶了8000米。则该车在这次测试过程中牵引力所做的功是 J，该车受到的阻力f为 N，在电池满电状态下，按此测试速度行驶，最多能续航 h；
（5）电池循环寿命指的是电池寿命结束前进行的 ，最有利于延长电池寿命的使用策略是当电池用掉 电量时充电。若电动车每天使用前都充电到总电量的95%，第一天结束行驶后电池电量为45%，若第二天开始每天耗电量都比前一天增加10%，则电动车电池在连续5天时间内完成了约 的100%全循环放电。
16．（23-24九年级上·北京·阶段练习）阅读下文，回答问题。
18 世纪后期在德国兴起了自然哲学思潮，弘扬自然界中联系、发展的观点。丹麦物理学家奥斯特（1777-1851）青年时代深受康德哲学的影响成为了德国自然哲学学派的追随者，一直坚信电磁之间存在联系，但做了大量实验都没有成功。1819 年冬天，他受命主持一个电磁研究，在研究中他产生了一个新的想法，即电流的磁效应可能不在电流延长线的方向上。1820 年在一次讲座快结束时，他灵机一动进行了这个实验，果然发现电流接通后，通电导线附近的小磁针动了一下。奥斯特惊喜万分，又反复实验，在 1820 年7 月 21 日发表论文《关于磁针上电流碰撞的实验》。论文指出，电流产生的磁力既不与电流方向相同也不与电流方向相反，而是与电流方向垂直，还指出电流对周围磁针的影响可以透过各种非磁性物质。奥斯特的发现马上轰动了整个欧洲科学界。当年 8 月，法国物理学家阿拉果（1786-1853）在瑞士听到这一消息，迅即返回法国，与 9 月 11 日向科学院报告了奥斯特的新发现。法国物理学家安培（1775-1836）敏锐地感到这一发现的重要性，第二天即重复了奥斯特的实验。一周后，他向科学院提交了一篇论文，提出了磁针转动方向与电流方向判定的右手定则，即以用右手握住通电导线，大拇指方向为电流方向，则四指弯曲方向与磁场方向一致。再一周后，安培提交了第二篇论文，讨论了平行导线之间的相互作用问题。只是受到奥斯特电流与磁针之间的相互作用的启发，安培就能认识到电流与磁体的等效， 并在极短时间内将这一发现推广到电流与电流之间的相互作用。1820 年底安培将他研究的电流元与电流元之间的相互作用规律发表，提出了安培定律，构成了电动力学的基础。安培之前，“电流”的概念尚未成为一个科学概念，正是安培首先规定了电流的方向，他大概受富兰克林的影响，认为电流是电液体由正极向负极流动，因此将电流的方向规定为正电荷流动的方向。今天我们知道，金属导线中是带负电荷的电子在定向运动，与安培的规定正好相反，但是按这个规定也不会带来什么麻烦，因此物理学界依然沿袭了安培的规定。另外，奥斯特电流的磁效应的发现也使得测量电流的大小成为可能，安培根据电流与磁体之间的相互作用发明了电流计，从而使电动力学真正走上了定量实验的道路。1821 年初，安培提出了安培分子假说，认为磁体产生磁场与电流产生磁场本质应该是一样的，磁体内部每一个“分子”中都带有回旋电流，产生的磁场可以根据右手定则来判定，如果“分子电流”排列方向趋于一致，那么物体就会产生宏观的磁性，这种假说当时并不受重视，因为当时的人们对分子、原子的认识还比较粗浅，70 多年后才由汤姆生发现电子揭示原子内部结构，安培的分子电流模型是非常超前的。虽然安培认为磁性来源于分子电流与我们今天认为磁性产生的原因并不完全相同，但安培从错综复杂的现象中，提炼出磁现象的电流本质，是极有洞见的。
（1）安培评价奥斯特实验说：“奥斯特先生，已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起。”奥斯特的重要贡献在于他发现了 。
（2）电流计的原理是 。
（3）安培认为分子内有回旋电流，若某分子回旋电流如图所示， 它中心产生的磁场方向沿虚线向 （选填“上”或“下”）。
（4）关于安培“分子电流假说”正确的是 。
A．可以解释条形磁铁与通电螺线管磁场之间的等效性
B．可以解释为什么没有只有一个磁极的磁体
C．可以计算电流与磁铁之间力的大小
D．可以计算电流与电流之间力的大小
17．（2023·广东惠州·一模）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机M组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙所示。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时（即控制电路中的电流I>0.1A），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器R1的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当R1受到2000N压力时，R1与定值电阻R2的功率之比为2∶1。

（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N；当有人乘坐电梯时，电磁铁的磁性将 （选填“变强”或“变弱”）；
（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路（导线不能交叉） ；
（3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为 N，定值电阻R2为 Ω；
（4）为了让电动机转动时实现电梯的上升和下降，工作电源要选 （选填“交流电”或“直流电”）。
五、科普阅读题
18．（2024·江苏盐城·二模）阅读材料，回答问题；
福建号首次海试2024年5月8日下午，中国第三艘航母“福建”号完成为期8天的首次试航，顺利返回码头，福建舰是由我国完全自主设计，建造的首艘电磁弹射型航母，其满载时的排水量为8×105t。
福建舰采用平直通长飞行甲板，配置了全球领先的电磁弹射装置，此装置主要由弹射器和磁场较强的电磁轨道组成，弹射器在电磁轨道上，并与舰载机的前轮连接。当弹射器内的导体通以强大电流时，就会受到强大的推力而带动所搭载的舰载机向前运动，使舰载机被弹射飞出。福建舰的电磁弹射装置简易结构如图甲所示，空载的舰载机质量为10t，舰载机起飞时需要达到一定的速度（相对于空气），因此需要建造较长的起飞跑道。电磁弹射轨道上舰载机的速度v与路程s的关系如图乙所示，为了使福建舰海试成功，技术人员还在风洞中模拟了舰载机的升力F与速度v的关系，如图丙所示；
（1）舰载机满载时起飞的最低速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）舰载机空载时起飞的最低速度；
（2）福建舰满载时受到的浮力是 N，舰载机离开航母后，航母所受到的浮力将 （选填“增大”“减小”或“不变”）；（g取10N/kg）
（3）若航母静止在水面上，则空载的舰载机起飞需要至少 m的电磁弹射轨道；
（4）若航母以54km/h的速度航行，为使空载的舰载机能够起飞，需要至少 m的电磁弹射轨道。若所施加的牵引力始终为1×105N，电磁弹射装置的机械效率为50%，则该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少 J的电能；
（5）电磁弹射技术的优势之一是电磁弹射的弹射力度可以根据舰载机的类型不同进行调节，无论是轻型还是重型飞机，都能找到合适的弹射力度。如果你是电磁弹射器的设计师，请写出一种可以方便改变弹射器的弹射力度的方法： 。
19．（2023·江苏苏州·一模）阅读材料，回答问题。
电动机的能量电动机利用通电线圈在磁场里转动的原理，把电能转化为机械能。若电动机输入端的电压为U，且电动机不加任何负载，那么在电动机接通瞬间，线圈没有转动，因而此时电流可以计算为：，这个是欧姆定律得出的结论。但当电动机的线圈在磁场里转动时，线圈导线切割磁感线，所以在线圈中必然要产生感应电压，我们把它称作感应电动势E，因其方向跟外加电压的方向相反，通常把这个感应电动势称作反电动势。记做。线圈的两条侧边都会切割磁感线，同时产生感应电动势，如图所示，其大小分别为和，反电动势，这样加在线圈上的实际电压不再是U了，而变成了。
从能量上看，由于存在着反电动势，有一部分电能转化为机械能，电功并不等于电热，此时电路供给电动机的功率（输入功率）UI，转化为机械能的功率（输出功率）E反I，以及线圈上的热功率I2R两部分。
（1）如果用E反表示反电动势，U表示外加电压，R表示线圈电阻，那么电动机工作时通过线圈的电流强度等于 （用字母表示）；
（2）若一台额定电压为3V的小直流电动机正常工作时，正常转动时反电动势为2.4V，线圈的电阻为2Ω，该电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为 %。

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