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八下3.3电动机及其应用同步练习
一、选择题
1．通电螺线管的磁极跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断。若通电螺线管的连接如图所示，下列利用安培定则判断磁极方向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机(线框上端的弯折位置与正极接触，磁铁吸附在电池负极的是S极)，放手后从上往下看线圈顺时针转动，以下操作可以增大转速的是 （　　）
A．对调电池正负极位置 B．对调强磁铁南北极位置
C．增加一节干电池 D．减弱磁铁的磁性
3．机械式电能表是家庭用电计量仪表。家庭电路中有电流通过时，电能表上的铝制表盘能够转动。下列选项中，与该电能表原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，“胜哥”在装配直流电动机模型的实验中，下列操作不能改变电动机转动方向的是
A．对调电源正负两极
B．对调NS两磁极位置
C．对调CD两接线柱
D．对调电源正负两极和CD两接线柱
5．如图，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力 大小均为 F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为 F2，且 则铜棒所受磁场力 大小为(　　)
A．F1+F2 B． C． D．
6．如图所示，“胜哥”将放在 U 形磁铁两极之间的铝盘下边缘浸在液体中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是(　　)
A．为防止漏电，应选择绝缘的液体
B．铝盘转动的原理与发电机的工作原理相同
C．将电源的正负极对调后，铝盘的转动方向不变
D．向右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘转速变慢
7．小科通过视频号“胜哥课程”知道了直流电动机工作原理图。如图所示，下列分析正确的是(　　)
A．线圈由图示位置转动 180°时，ab边受力方向改变
B．电动机转动时将机械能转化为电能
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，线圈中电流方向保持不变
8．如图为空气开关的原理图，P为电磁铁，S为开关，一侧与弹簧连接，可绕A 点转动。正常工作时衔铁Q的上端会卡住开关S避免跳闸。下列分析正确的是 （　　）
A．跳闸后，可先复原空气开关，再去排除电路故障
B．该空气开关会因电流方向的改变而不能正常工作
C．如图所示的电流流入时，电磁铁P的左端为N极
D．若空气开关常在电流较小时跳闸，可适当增加P与Q的距离
9．下图磁感线所表示的磁场方向与实际不相符的是 （　　）
A．同名磁极间的磁场 B．直线电流的磁场
C．通电螺线管的磁场 D．蹄形磁体的磁场
10．如图，弹簧测力计下端吊一块条形磁铁，磁铁的下端是s极，下面有一个带铁芯的螺铁管，R是滑动变阻器。哪种情况弹簧测力计的读数变小 (　　)
A．开关S接触点2，然后抽出铁芯
B．开关S接触点2，然后滑动变阻器的滑片向右移
C．开关S接触点 1，然后使磁铁的N极朝下
D．开关S接触点1，然后滑动变阻器的滑片向左移
二、填空题
11．“胜哥”用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱)组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉，铁钉旋转。
（1）该简易电动机的工作原理是　 　。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变　 　的方向。
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的主要原因是____(填字母)。
A．防止铁钉被磁化 B．防止电流通过时产生过多热量
12．如图是一种带电动转盘的餐桌，通常安装的是直流电动机，其工作原理是　 　(选填“通电线圈能在磁场中转动”或“电磁感应”)。若在使用过程中，电动转盘转动过快，可　 　(选填“增大”或“减小”)通过电动机的电流来调节转速。
13．许多航空母舰采用电磁弹射起飞技术，原理如图：舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去。电磁弹射器的工作原理类似于　 　(选填“发电机”或“电动机”)，为了使舰载机获得更大的推力，可通过　 　(选填“增大”或“减少”)电流来实现。
14．如图所示， “胜哥”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，另一端只刮了半周。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。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”)，根据　 　原理制成的。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”)。
15．如图是“胜哥”将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）直流电动机的工作原理是 　 　。
（2）请说出图中两个主要结构的名称，A是　 　，B是　 　。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将　 　 。
（4）闭合开关，电动机不转动，可能原因是　 　。
16．
17．在“研究通电螺线管周围磁场”活动中，闭合开关后，小磁针静止时的指向如图所示。
（1） 电源左端为　 　级。
（2）磁感线上A、B、C三点中磁场强度最强的点是　 　。
（3）磁感线上A、B两点的磁场方向　 　(填“相同”或“不同”)。
18． 条形磁铁静置于水平桌面上，电磁铁置于条形磁铁附近并正对，如图所示。闭合开关（实验过程中条形磁铁始终保持静止），条形磁铁受到桌面对它向　 　（填“左”或“右”）的摩擦力，若将滑片向移动，电磁铁的磁性　 　（填“增强”、“减弱”或“不变”，下同）若只将电源正负极交换，电磁铁磁性强弱如何变化？　 　。
三、作图题
19． 作图：
（1）平静水面上的小鸟和水中的小鱼，某时刻的实际位置如图甲所示，水面一侧 C点的人眼恰好看到它们在水中的像重合，以小鸟眼睛A点代表小鸟，以小鱼眼睛B点代表小鱼，请画出图中小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鸟和小鱼的光路图。 (保留作图痕迹)
（2）如图乙所示，闭合开关，小磁针静止在通电螺线管正上方，根据通电螺线管的N、S极，在图中标出电源正极、电流方向和小磁针N极。
四、实验与探究题
20．为了研究“磁场对通电导体的作用”， “胜哥”连接了甲、乙两套装置，请回答：
（1）图甲装置中的 mn之间接入　 　(填“灵敏电流表”、 “电源”或“灯泡”)；
（2）图乙装置中，当通入电流后，线圈的 ab 和 cd段会受到力的作用。在此实验中，不能作为线圈材料的有____；
A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是：当通电线圈所在平面转到与磁感线　 　(填“垂直”或“平行”)时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
21．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强； 表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，“胜哥”设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题：
（1）当S1断开， 闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为　 　
（2）只闭合S1，通电螺线管的左端为　 　极；闭合 和 ，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　 　T。
（3）实验中“胜哥”通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法　 　。
22．“胜哥”利用已有的电学实验器材进行了“磁场对通电导体的作用”的实验探究。
【实验器材】
甲、乙两个滑动变阻器(图中a、b、c、d为变阻器甲的四个接线柱)，蹄形磁铁，金属棒，干电池若干，开关，导线
【实验设计】
如图所示，在平行放置的两个滑动变阻器甲、乙之间放一块蹄形磁铁，金属棒置于蹄形磁铁的正上方。用导线将电源、开关、两个变阻器、金属棒连接成串联电路(部分未画出)。变阻器滑片均移至最左端后，闭合开关，观察金属棒向左移动。
【实验操作】
步骤一：仅对调电池的正负极，观察到金属棒运动方向发生了改变，向右运动；
步骤二：继续实验，仅改变蹄形磁铁的磁极方向，观察金属棒运动方向；
得出结论一：导体的运动方向与电流方向和磁场方向均有关。
步骤三：仅更换磁性更强的蹄形磁铁，观察到金属棒运动方向不变，但速度加快；
步骤四：换回原磁铁，改变导线与变阻器甲的连接，然后多次改变变阻器甲的滑片位置，可观察到金属棒运动方向不变，但速度改变。
得出结论二：导体的运动快慢与磁场强弱和电流大小均有关。
【分析交流】
（1）为了更好的完成实验，金属棒应选择　 　(选填“铁棒”或“铜棒”)；
（2）在步骤二中可观察金属棒运动方向是　 　；
（3）步骤四中“改变导线与变阻器甲的连接”的具体操作是　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】C
3．【答案】D
4．【答案】C
5．【答案】B
6．【答案】D
7．【答案】A
8．【答案】D
9．【答案】C
10．【答案】C
11．【答案】（1）通电导体在磁场中受到力的作用
（2）磁场
（3）B
12．【答案】通电线圈能在磁场中转动；减小
13．【答案】电动机；增大
14．【答案】电动机；通电导体灰磁场中受力运动；相同
15．【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动
（2）电刷；换向器
（3）变慢
（4）线圈在平衡位置
16．【答案】（1）通电导体在磁场中受到力的作用
（2）磁场
（3）B
17．【答案】（1）正
（2）A
（3）不同
18．【答案】右；减弱；不变
19．【答案】（1）
（2）
20．【答案】（1）电源
（2）C；D
（3）垂直
21．【答案】（1）0.03
（2）S；0.3
（3）改变通电螺线管的线圈匝数
22．【答案】（1）铜棒
（2）向左
（3）将导线由 a 接线柱移到 c（d）
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八下3.3电动机及其应用同步练习
一、选择题
1．通电螺线管的磁极跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断。若通电螺线管的连接如图所示，下列利用安培定则判断磁极方向正确的是（）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】右手螺旋定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】右手螺旋定则：四指弯曲方向表示电流的方向，大拇指方向表示磁场方向，即N极的方向。
【解答】由图可知，电流从电源正极流出，在线圈中从上向下流动，四指弯曲方向表示电流的方向，可知正确的是图D。
故答案为：D。
2．如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机(线框上端的弯折位置与正极接触，磁铁吸附在电池负极的是S极)，放手后从上往下看线圈顺时针转动，以下操作可以增大转速的是 （　　）
A．对调电池正负极位置 B．对调强磁铁南北极位置
C．增加一节干电池 D．减弱磁铁的磁性
【答案】C
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】要增大转速就要增大线圈受到的电磁力，可从影响电磁铁磁场强弱的因素的角度分析判断。
【解答】 AB.对调电池正负极位置、对调强磁铁南北极位置，改变电流方向和磁场方向，但不能增大转速，故AB不符合题意；
C.增加一节干电池后，电池的总电压会增大（如果两节电池串联）。根据欧姆定律，电压增大时，通过线圈的电流也会增大。电流增大，线圈受到的安培力也会增大，从而导致转速增大，故C正确；
D.减弱磁铁的磁性会导致磁场强度减弱，磁场强度减弱会导致安培力减小，从而使转速减小，故D错误。
故选C。
3．机械式电能表是家庭用电计量仪表。家庭电路中有电流通过时，电能表上的铝制表盘能够转动。下列选项中，与该电能表原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据图片分析各个选项中包含的物理原理，再与电能表的原理比较即可。
【解答】根据题意可知，电能表的原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；
B.两个电磁铁串联，则二者电流大小相等，线圈匝数多的吸引的铁屑多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故B不合题意；
C.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，这是电磁感应现象，故C不合题意；
D.当导体经过电流时，导体在磁场中受力运动，故D符合题意。
故选D。
4．如图所示，“胜哥”在装配直流电动机模型的实验中，下列操作不能改变电动机转动方向的是
A．对调电源正负两极
B．对调NS两磁极位置
C．对调CD两接线柱
D．对调电源正负两极和CD两接线柱
【答案】C
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电导体在磁场中的受力方向的判断；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】电动机的原理是：通电线圈在磁场中受力转动，受力方向和电流方向和磁极方向有关，只改变其中一个影响因素，受力方向发生改变；
【解答】电动机的受力方向和电流方向和磁极方向有关，只改变其中一个影响因素，受力方向发生改变；所以ABD正确，C不正确；
故答案为：C
5．如图，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力 大小均为 F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为 F2，且 则铜棒所受磁场力 大小为(　　)
A．F1+F2 B． C． D．
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】 由题意知，导体棒受到的磁场力方向在竖直方向，因为电流反向时磁场力同样反向，又因为反向时，弹簧秤读数增大，由此可知电流自左向右时，导体棒受磁场力方向向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。因为电流反向，磁场力只改变方向，不改变大小，根据导体棒的平衡可以求出安培力的大小表达式。
【解答】 令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：2F1=G-F--------①
当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有：2F2=G+F-------②
由①和②可得：G=F1+F2，则：F=F2-F1，故B正确。
故选B。
6．如图所示，“胜哥”将放在 U 形磁铁两极之间的铝盘下边缘浸在液体中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是(　　)
A．为防止漏电，应选择绝缘的液体
B．铝盘转动的原理与发电机的工作原理相同
C．将电源的正负极对调后，铝盘的转动方向不变
D．向右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘转速变慢
【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】A.容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；
B.发电机的工作原理为电流的磁效应；
C.通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关；
D.通电导体受力的大小与磁场强弱和电流大小有关。
【解答】 AB．闭合开关S，液体将电源负极与铝盘接通，则液体为导体。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AB错误；
C．将电源的正负极对调后接入电路，电流的方向与原来相反，则铝盘受力方向与原来反向，转动方向会改变，故C错误；
D．向右移动滑动变阻器的滑片P，变阻器接入的阻值增大，通过铝盘中的电流变小，铝盘受到的磁场力变小，转动速度变慢，故D正确。
故选D。
7．小科通过视频号“胜哥课程”知道了直流电动机工作原理图。如图所示，下列分析正确的是(　　)
A．线圈由图示位置转动 180°时，ab边受力方向改变
B．电动机转动时将机械能转化为电能
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，线圈中电流方向保持不变
【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】只改变电流方向或磁场方向，线圈受力方向发生改变，同时改变电流方向和磁场方向，线圈受力方向不变。
【解答】A、线圈由图示位置转动 180°时，磁场方向不变，电流方向发生改变，ab边受力方向改变，
故A正确；
B、电动机转动时获得机械能，可知是将电能转化为机械能，故B错误；
C、对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的方向，故C错误；
D、电动机工作过程中，线圈中电流方向发生改变，换向器在线圈由于惯性刚转过平衡位置时，改变
电流方向，使线圈能够继续转动，故D错误。
故答案为：A。
8．如图为空气开关的原理图，P为电磁铁，S为开关，一侧与弹簧连接，可绕A 点转动。正常工作时衔铁Q的上端会卡住开关S避免跳闸。下列分析正确的是 （　　）
A．跳闸后，可先复原空气开关，再去排除电路故障
B．该空气开关会因电流方向的改变而不能正常工作
C．如图所示的电流流入时，电磁铁P的左端为N极
D．若空气开关常在电流较小时跳闸，可适当增加P与Q的距离
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据对家庭电路安全用电的常识判断；
B.电磁铁的磁场方向与电流方向有关；
C.根据安培定则判断电磁铁的极性；
D.电磁力随距离的增大而减小，随距离的减小而增大。
【解答】 A.跳闸后，需要先排除电路故障，然后再复原空气开关，故A错误；
B.衔铁为软磁性材料，不会保持磁性，只要电磁铁有磁性就可以吸引衔铁，与电磁铁的磁场方向无关，因此电流方向改变时正常工作，故B错误；
C.根据图片可知，线圈上电流方向向下，右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则电磁铁P的左端为S极，右端为N极，故C错误；
D.若空气开关常在电流较小时跳闸，说明此时电磁铁的磁场太强，可适当增加P与Q的距离减小电磁铁对衔铁的吸引力，故D正确。
故选D。
9．下图磁感线所表示的磁场方向与实际不相符的是 （　　）
A．同名磁极间的磁场 B．直线电流的磁场
C．通电螺线管的磁场 D．蹄形磁体的磁场
【答案】C
【知识点】磁场和磁感线；通电直导线周围的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】在磁体外部，磁感线总是从N极出来，回到S极，据此分析判断。
【解答】A.两个同名磁极N极，磁感线从N极向外，故A正确不合题意；
B.右手握住直导线，大拇指指向左边，此时弯曲的四指指尖向内，则导线上方磁场方向垂直纸面向内，故B正确不合题意；
C.线圈上电流方向向左，右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下方，则下方为N极，上方为S极，此时磁感线方向错误，故C错误符合题意；
D.磁感线从N极出来，回到S极，故D正确不合题意。
故选C。
10．如图，弹簧测力计下端吊一块条形磁铁，磁铁的下端是s极，下面有一个带铁芯的螺铁管，R是滑动变阻器。哪种情况弹簧测力计的读数变小 (　　)
A．开关S接触点2，然后抽出铁芯
B．开关S接触点2，然后滑动变阻器的滑片向右移
C．开关S接触点 1，然后使磁铁的N极朝下
D．开关S接触点1，然后滑动变阻器的滑片向左移
【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用；影响电磁铁磁性强弱的因素；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）影响通电螺线管磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯。
（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】 （1）开关S在接触点1时，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，根据磁极间的相互作用规律，通电螺线管和条形磁铁是异名磁极会相互吸引，所以弹簧测力计示数较大；
开关S在接触点2时，根据安培定则知，通电螺线管的上端为S极，根据磁极间的相互作用规律，通电螺线管和条形磁铁是同名磁极相互排斥，弹簧测力计示数较小；
A.开关S接触点2，通电螺线管和条形磁铁是同名磁极相互排斥，抽出铁芯，磁性减弱，排斥力减小，弹簧测力计示数增大，故A不符合题意；
B.开关S接触点2，通电螺线管和条形磁铁是同名磁极相互排斥，滑动变阻器的滑片向右移，电阻变大，根据欧姆定律知电流变小，磁性变弱，排斥力减小，弹簧测力计示数增大，故B不符合题意；
C.开关S接触点1，通电螺线管和条形磁铁是异名磁极相互吸引， 使磁铁的N极朝下，现在条形磁铁受到向上的排斥力，因此测力计的示数变小，故C符合题意；
D.开关S接触点1，通电螺线管和条形磁铁是异名磁极相互吸引，滑动变阻器的滑片向左移，电阻减小，根据欧姆定律知电流增大，吸引力增大，弹簧测力计示数增大，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
11．“胜哥”用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱)组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉，铁钉旋转。
（1）该简易电动机的工作原理是　 　。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变　 　的方向。
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的主要原因是____(填字母)。
A．防止铁钉被磁化 B．防止电流通过时产生过多热量
【答案】（1）通电导体在磁场中受到力的作用
（2）磁场
（3）B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】 （1）根据电动机的工作原理解答；
（2）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关；
（3）电流通过导体时会产生热量。
【解答】 （1）该简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变磁场的方向。
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是防止电流通过时产生过多的热量，故B正确，A错误。
故选：B。
12．如图是一种带电动转盘的餐桌，通常安装的是直流电动机，其工作原理是　 　(选填“通电线圈能在磁场中转动”或“电磁感应”)。若在使用过程中，电动转盘转动过快，可　 　(选填“增大”或“减小”)通过电动机的电流来调节转速。
【答案】通电线圈能在磁场中转动；减小
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电导体在磁场中的受力方向的判断；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】电动机的原理是：通电线圈在磁场中受力转动，受力方向和电流方向和磁极方向有关，只改变其中一个影响因素，受力方向发生改变；
【解答】如图是一种带电动转盘的餐桌，通常安装的是直流电动机，其工作原理是 通电线圈能在磁场中转动 。若在使用过程中，电动转盘转动过快，可增大通过电动机的电流来调节转速。
故答案为：通电线圈能在磁场中转动、减小
13．许多航空母舰采用电磁弹射起飞技术，该舰采用的是电磁弹射起飞技术，原理如图：舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去。电磁弹射器的工作原理类似于　 　(选填“发电机”或“电动机”)，为了使舰载机获得更大的推力，可通过　 　(选填“增大”或“减少”)电流来实现。
【答案】电动机；增大
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导体在磁场中受到磁场力的作用；力的大小与磁场强弱和电流大小有关，其应用是电动机。
【解答】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以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，其原理与电动机相同；
磁场对电流的作用力大小与磁场强弱和电流大小有关，增大电流，使飞机获得更大推力。
14．如图所示， “胜哥”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，另一端只刮了半周。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。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”)，根据　 　原理制成的。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】电动机；通电导体灰磁场中受力运动；相同
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】 通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关。
【解答】 闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机。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，因此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。
15．如图是“胜哥”将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）直流电动机的工作原理是 　 　。
（2）请说出图中两个主要结构的名称，A是　 　，B是　 　。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将　 　 。
（4）闭合开关，电动机不转动，可能原因是　 　。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动
（2）电刷；换向器
（3）变慢
（4）线圈在平衡位置
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
（2）根据电动机的结构回答：直流电动机的线圈两端各连接一个换向器，及两个铜半环，之间相互绝缘，它与电刷相接触，使线圈和电源组成闭合电路。
（3）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用；线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；
（4）电动机不转动可能有多种原因，如线圈处于平衡位置、电路断路、电流过小等。
【解答】（1）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，当线圈中有电流通过时，线圈在磁场中受到力的作用而转动。
（2）直流电动机线圈两端头各连一个铜半环即换向器，它们之间彼此绝缘，并随线圈一起转动，与电刷相接触，使线圈和电源组成闭合电路，故A是电刷，B是换向器；
（3）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，电阻增大，电流减小，电动机转动得减慢。
（4）闭合开关，电动机不转动，可能原因是线圈在平衡位置。当线圈处于平衡位置时，线圈受到的磁场力相互平衡，无法产生转动的动力，导致电动机不转动。
16．在“研究通电螺线管周围磁场”活动中，闭合开关后，小磁针静止时的指向如图所示。
（1） 电源左端为　 　级。
（2）磁感线上A、B、C三点中磁场强度最强的点是　 　。
（3）磁感线上A、B两点的磁场方向　 　(填“相同”或“不同”)。
【答案】（1）正
（2）A
（3）不同
【知识点】磁场和磁感线；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电流方向，进而确定电源的正负极方向；
（2）条形磁铁两极磁场最强，中间磁场最弱；
（3） 磁场的方向规定：放在磁场中的小磁针静止时，北极所指的方向，就是该点的磁场方向。
【解答】（1） 小磁针的左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为N极。根据安培定则，用右手握住螺线管，让大拇指指向螺线管的N极（小磁针静止时N极的指向与磁感线方向相同，在螺线管外部，磁感线从N极出发回到S极，所以可判断出螺线管的右端为N极），则弯曲的四指所指的方向就是电流的方向，由此可知电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以电源左端为正极。
（2）根据图片可知，A点更靠近磁极，因此A点磁场强度最大。
（3）磁感线上A、B两点的磁场方向不同。磁感线是用来描述磁场的曲线，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。在通电螺线管周围，磁感线是弯曲的曲线，A、B两点处于不同位置，磁感线的切线方向不同，所以A、B两点的磁场方向不同。
18． 条形磁铁静置于水平桌面上，电磁铁置于条形磁铁附近并正对，如图所示。闭合开关（实验过程中条形磁铁始终保持静止），条形磁铁受到桌面对它向　 　（填“左”或“右”）的摩擦力，若将滑片向移动，电磁铁的磁性　 　（填“增强”、“减弱”或“不变”，下同）若只将电源正负极交换，电磁铁磁性强弱如何变化？　 　。
【答案】右；减弱；不变
【知识点】摩擦力的存在；磁极间的相互作用；影响电磁铁磁性强弱的因素；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，然后根据磁极之间的相互作用规律确定条形磁铁受到电磁力的方向，而摩擦力的方向与相对运动的方向相反；
（2）根据变阻器滑片的移动方向确定阻值变化，弄清电流变化，最后确定电磁铁的磁性强弱变化；
（3）电磁铁的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关。
【解答】（1）根据图片可知，线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则电磁铁的左端为N极，右端为S极。根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁受到水平向左的吸引力，那么摩擦力方向与其相反，极摩擦力水平向右；
（2） 若将滑片向移动， 变阻器接入的阻值变大，而通过电磁铁的电流变小，因此电磁铁的磁性减弱；
（3） 若只将电源正负极交换， 则电流方向改变，那么电磁铁的磁极方向改变，但是磁场强弱不变。
三、作图题
19． 作图：
（1）平静水面上的小鸟和水中的小鱼，某时刻的实际位置如图甲所示，水面一侧 C点的人眼恰好看到它们在水中的像重合，以小鸟眼睛A点代表小鸟，以小鱼眼睛B点代表小鱼，请画出图中小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鸟和小鱼的光路图。 (保留作图痕迹)
（2）如图乙所示，闭合开关，小磁针静止在通电螺线管正上方，根据通电螺线管的N、S极，在图中标出电源正极、电流方向和小磁针N极。
【答案】（1）
（2）
【知识点】作光的反射光路图；平面镜成像的相关作图；作光的折射光路图；右手螺旋定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）根据平面镜成像规律先确定像的位置，再由像是由反射光线的反向延长线会聚而成的确定入射点。
（2）根据异名磁极相互吸引确定小磁针的磁极，根据右手螺旋定则判断电源正负极方向。
【解答】（1）由平面镜成像可知，小鸟的像与小鸟到水面的距离相等，据此确定像的位置，连接像与眼睛，交点即为入射点，入射点到C的光线为反射光线，A点到入射点的光线为入射光线。连接入射点与B点，为鱼反射的光线，如图所示
。
（2）由异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极在右侧。由右手螺旋定则可知，电流从右端流入，可知电源右端为正极，左端为负极，如图所示
。
四、实验与探究题
20．为了研究“磁场对通电导体的作用”， “胜哥”连接了甲、乙两套装置，请回答：
（1）图甲装置中的 mn之间接入　 　(填“灵敏电流表”、 “电源”或“灯泡”)；
（2）图乙装置中，当通入电流后，线圈的 ab 和 cd段会受到力的作用。在此实验中，不能作为线圈材料的有____；
A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是：当通电线圈所在平面转到与磁感线　 　(填“垂直”或“平行”)时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
【答案】（1）电源
（2）C；D
（3）垂直
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与运动方向和磁场方向有关。
【解答】（1）“磁场对通电导体的作用”实验需要给导体通电，所以图甲装置中的mn之间应接入电源 ，使导体中有电流通过，从而研究磁场对通电导体的作用 ；
（2）线圈材料需要是导体，这样才能导电，使线圈在磁场中受力。铜、铝、铁都是导体，可以导电，但铁本身在磁场就会受到力的作用，对实验结果会造成干扰，塑料是绝缘体，不能导电，所以不能作为线圈材料的是CD。
（3）换向器的作用是当通电线圈所在平面转到与磁感线垂直（即线圈处于平衡位置 ）时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动 。
21．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强； 表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，“胜哥”设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题：
（1）当S1断开， 闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为　 　
（2）只闭合S1，通电螺线管的左端为　 　极；闭合 和 ，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　 　T。
（3）实验中“胜哥”通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法　 　。
【答案】（1）0.03
（2）S；0.3
（3）改变通电螺线管的线圈匝数
【知识点】欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】 （1）由图象可以得到R没有磁性时的电阻，已知此时R两端电压，利用欧姆定律得到电流表的示数；
（2）利用安培定则判断通电螺线管的磁极；
已知磁敏电阻两端电压和通过的电流，可以得到电阻；由磁敏电阻的阻值，利用图象可以得到磁感应强度；
（3）通电螺线管磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关。
【解答】 （1）当S1断开，螺线管中没有磁性，即B=0，由图象知此时R=100Ω，
乙图中R与R2串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，
根据欧姆定律得，此时电流表的示数为：；
（2）闭合开关S1时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极；
当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，
磁敏电阻的阻值为，
由图象知，此时的磁感应强度B=0.3T；
（3）已知磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化，所以可以通过改变通电螺线管中线圈匝数改变螺线管的磁性强弱，即改变了磁敏电阻所在位置的磁感应强度。
22．“创新实验”大赛中，“胜哥”利用已有的电学实验器材进行了“磁场对通电导体的作用”的实验探究。
【实验器材】
甲、乙两个滑动变阻器(图中a、b、c、d为变阻器甲的四个接线柱)，蹄形磁铁，金属棒，干电池若干，开关，导线
【实验设计】
如图所示，在平行放置的两个滑动变阻器甲、乙之间放一块蹄形磁铁，金属棒置于蹄形磁铁的正上方。用导线将电源、开关、两个变阻器、金属棒连接成串联电路(部分未画出)。变阻器滑片均移至最左端后，闭合开关，观察金属棒向左移动。
【实验操作】
步骤一：仅对调电池的正负极，观察到金属棒运动方向发生了改变，向右运动；
步骤二：继续实验，仅改变蹄形磁铁的磁极方向，观察金属棒运动方向；
得出结论一：导体的运动方向与电流方向和磁场方向均有关。
步骤三：仅更换磁性更强的蹄形磁铁，观察到金属棒运动方向不变，但速度加快；
步骤四：换回原磁铁，改变导线与变阻器甲的连接，然后多次改变变阻器甲的滑片位置，可观察到金属棒运动方向不变，但速度改变。
得出结论二：导体的运动快慢与磁场强弱和电流大小均有关。
【分析交流】
（1）为了更好的完成实验，金属棒应选择　 　(选填“铁棒”或“铜棒”)；
（2）在步骤二中可观察金属棒运动方向是　 　；
（3）步骤四中“改变导线与变阻器甲的连接”的具体操作是　 　。
【答案】（1）铜棒
（2）向左
（3）将导线由 a 接线柱移到 c（d）
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1） 磁场对通电导体作用实验中材料的选择，要避免金属棒被磁体吸引影响实验，铁易被磁体吸引，铜不易被磁体吸引 。
（2） 磁场对通电导体作用力方向的影响因素，作用力方向与电流方向和磁场方向有关，改变其中一个因素，作用力方向改变 。
（3） 滑动变阻器的接线原理，滑动变阻器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，接线柱选择不同，接入电路的电阻丝不同 。
【解答】（1） 实验中金属棒不能被磁体吸引，否则会干扰磁场对通电导体的作用实验。铁棒易被磁体吸引，铜棒不易被磁体吸引，所以为更好完成实验，金属棒应选择铜棒 。
（2） 步骤一中仅对调电池正负极，金属棒运动方向改变；步骤二仅改变蹄形磁铁的磁极方向（改变磁场方向），根据磁场对通电导体作用力方向与磁场方向有关，此时金属棒运动方向会改变，原来向右，现在会向左运动 。
（3） 滑动变阻器有四个接线柱，“一上一下”接线。步骤四中“改变导线与变阻器甲的连接，是改变接入电路的下接线柱，原来若接的是a接线柱，具体操作是将导线由a接线柱移到c（或d）接线柱，这样能改变接入电路的电阻丝长度，进而改变电流大小 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 19 / 19

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