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初中科学浙教版 八年级下册 第三章 第3节 电动机及其应用同步练习
一、选择题
1．（2025八下·义乌月考）磁卡的应用十分广泛，刷卡开锁时将带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反映刷卡读取信息原理的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2025八下·路桥期末）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
3．（2025八下·玉环月考）小科以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光。下列那个实验装置图与电机甲所反映的原理一致（　　）
A． B．
C． D．
4．（2025八下·钱塘期末）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
5．（2025八下·期末）如图是小明自制的电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈 abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。按图示接入电路。关于自制电动机下列说法正确的是
A．矩形线圈与下方电磁铁是串联的
B．两端引线上的漆皮是绝缘体，必须全部刮掉
C．单单调换电源的正负极，线圈转动方向不变
D．线圈通电会转动，与手摇发电机工作原理相同
6．（2025八下·新昌期末）2025年4月24 日神舟二十号载人飞船与空间站完成自主对接，为减小对接过程中的震动以保证安全，飞机内置了电磁阻尼器，它可以简化为如图所示的磁铁和线圈构成。当线圈水平向左运动时，线圈的 ab边中会产生电流，同时ab边受到向右的磁力 F，以减缓靠近速度。以下说法不正确的是（）
A．线圈的 ab边中会产生电流是因为其发生了电磁感应现象
B．只改变磁场方向，ab边中通过的电流方向随之改变·
C．只改变磁场方向，ab边受到的磁力 F方向不变
D．该过程是将电能转化成了机械能
7．（2025八下·鄞州竞赛）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．
8．（2025八下·湖州期末）如图所示，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
9．（2025八下·慈溪期末）磁场看不见、摸不着。小科想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管外部的磁场，下列方法可行的是（　　）
①用小磁针的偏转来显示磁场的存在；②用小磁针N极的指向来显示磁场的方向；③用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
10．图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是(　　)
A．三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变
B．乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性
C．通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置
D．只要开关始终闭合，线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
二、填空题
11．（2025八下·杭州八县期末）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)，可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．（2025八下·柯桥期末）蛇年春晚《秧BOT》节目中的机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，其内部结构如图所示， 中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。
（1）该直流无刷电动机的工作原理是　 　。
（2）直流无刷电动机内部还配备了一个霍尔传感器，能对转子磁极位置进行实时监测，并将位置信息传递给相关控制器，让其中的两个螺线圈通电，并控制电流方向，以达到持续转动。若现在该电动机正在顺时针转动，则通电方案正确的是____。
A． B．
C． D．
13．（2025八下·湖州期末）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。
14．（2025八下·拱墅期末）如图甲所示为某品牌燃气灶，灶头边上的熄火保护装置可在燃气灶意外熄火时，自动关闭燃气阀门。如图乙所示为熄火保护装置的工作原理图，使用燃气灶时，用户需按下旋钮手动开启燃气阀门并点火，火焰使热电偶热端受热，在冷、热端形成温度差，热电偶产生电压，使电路中形成电流，电磁铁产生磁性，吸引衔铁克服弹簧弹力，从而保持燃气阀门开启，保障燃气供应。若意外熄火，热电偶热端迅速冷却，冷、热端温度差消失，导致电磁铁磁性消失；此时，衔铁在弹簧弹力作用下复位，关闭燃气阀门，切断燃气供应，防止泄漏。
（1）燃气灶正常工作时，热电偶在电路中相当于　 　(选填“电源”或“开关”)。
（2）若电路中电流方向如图乙箭头所示，则电磁铁上端为　 　极。
（3）若在测试熄火保护装置时，发现电磁铁的磁性无法保持燃气阀门处于开启状态。为解决此问题，可采取的措施是　 　。
15．如图，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈 abcd，用小刀刮去两端引线的漆皮，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。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　 　，是根据　 　的原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈的转动方向会与原来的转动方向　 　(填“相同”或“相反”)。
三、实验与探究题
16．（2025八下·丽水期末）为了研究“磁场对通电导体的作用”，小科连接了甲、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。
17．（2025八下·舟山期末）科学小组同学通过实验研究磁场对通电导体的作用。
（1）小科同学连接图甲电路，当开关闭合后发现导体向右运动。若将电源正负极上的导线互换位置，改变电流方向。则闭合开关后，导体会向　 　运动。
（2）小舟同学改进了实验设计，连接图乙电路，将一段金属直导体放在压力传感器上，置于一定强度的磁场中，闭合开关，记录下不同电流强度时压力传感器的示数，数据如下表所示。本实验想验证的假设是：　 　。
电流大小/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
压力传感器示数/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60
（3）由表格数据可知，小舟选用的金属直导体重为　 　N。若只将该实验中的N、S极互换位置，其余不变，则当电流为0.4A时，压力传感器的示数是　 　N。
18．（2025八下·新昌期末）图1是欧姆设计的一款能测量电流大小的电流扭秤，其内部结构如图2。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，AB 两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，导体中有电流通过时，磁针偏转，欧姆对电流扭秤进行了多次测试，数据如下表：
组别 水银温度 磁针偏转情况
A B 方向 0.5
1 40 10 顺时针 30
2 40 20 顺时针 20
3 40 30 顺时针 θ
4 40 50 逆时针 θ
（1）实验中欧姆是通过　 　来反应电流大小的。
（2）对比第3、4组数据可推测：当B端温度超过一定值，磁针偏转方向会　 　，说明电流的磁场方向与　 　有关。
（3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是　 　。
19．（2025八下·临海期末）新能源汽车因高效环保而成为热点。某科学兴趣小组为探究其原理与性能，开展了“自制电动小汽车”的项目化学习。
他们制定的产品评价表如下：
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能实现前进与倒退，且车速可调 能实现前进与倒退，但车速不可调节 只能前进或只能倒退，且车速不可调节
指标二 汽车刹车时能量可回收，且能手动关闭此功能 汽车刹车时能量可回收，但不能手动关闭此功能 汽车刹车时能量不可回收
小组同学利用3D打印机制作了一个汽车模型(如图1)，其内部简化电路如图2所示，其中电源C为可充电电池，在车辆制动时，开关S会自动切换至触点3 进行能量回收。请回答：
（1）当开关S接通触点2.调节滑动变阻器滑片向上移动时，车速将　 　。
（2）通过切换开关S能实现前进与倒退功能的原因是　 　。
（3）车辆制动期间，能量转化的形式为____(填序号)。
A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能
（4）对车辆进行测试时，指标一被评为“优秀”，指标二被评为“合格”，为使指标二能达到“优秀”等级，应如何改进电路 　 　。
20．（2025八下·杭州期中）回答下列电磁学方面的问题。
（1）1820年4月，丹麦物理学家　 　发现了电流的磁效应，打开了通向电与磁联系的大门。
（2）如图甲所示是小乐设计的研究“电磁铁磁性强弱可能跟线圈匝数多少有关”的实验电路图。实验步骤如下：
步骤一：实验时，用铁芯和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，并接入电路中的AB两端，其他元件如图正确连接；
步骤二：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据；
步骤三：断开开关S，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关S，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
实验时通过观察　 　来判断电磁铁磁性的强弱；小乐分析后，发现步骤三中存在错误，该错误是　 　；
（3）如图乙、丙为小红所做的探究实验。如图乙所示，当导体棒ab在蹄形磁体中静止时，小磁针N极指向下；
如图丙所示，当导体棒ab水平向右运动时，小磁针的N极指向右。当导体棒ab竖直向上运动时，小磁针的N极指向　 　（选填“上”、“下”、“左”或“右”）；人们利用该实验过程中的能量转化原理，在生活中制成了　 　；
（4）小聪用图丁所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”，应在M、N之间接入　 　（选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的　 　（选填“铁棒”或“铝棒”）。
四、综合题
21．（2023八下·义乌期中）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价 指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。
（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是　 　。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　。
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素；磁场对通电导线的作用；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应；发电机就是利用该原理制成的；通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机就是利用该原理制成的；奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场；电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
【解答】 A、开锁时将带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，说明这是电磁感应现象；闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故A正确；
B、电路中有电源，这是电动机的工作原理图，故B错误；
C、图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故C错误；
D、如图是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验，故D错误。
故答案为：A。
2．【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。
3．【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场；探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；磁场对通电导线的作用；探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。发电机是利用电磁感应的原理制成的。
【解答】乙电动机通电后，线圈转动，带动甲电动机的线圈一起转动，甲的线圈转动时切割磁感线，产生感应电流，使灯泡发光，所以甲相当于发电机，乙是电动机，两电机能一起转动。B选项是电磁感应原理图，故B符合题意。
故答案为：B。
4．【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。
5．【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；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.用电器首尾相连为串联，并排连接在电路两点之间为并联；
B.根据线圈转动时需要改变电流方向判断；
C.通电导体受力的方向与磁场方向和电流方向有关；
D.发电机的工作原理为电磁感应现象。
【解答】 A.矩形线圈与下方电磁铁首尾相连，应该是串联的
B.两端引线上的漆皮是绝缘体，一端全部刮掉，一端只刮掉一半，故B错误；
C.单单调换电源的正负极，则通过线圈的电流方向改变，且电磁铁的磁场方向改变，因此线圈转动方向不变，故C正确；
D.线圈通电会转动，原理为通电导体在磁场中受力运动，与手摇发电机工作原理不同，故D错误。
故选C。
6．【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】A.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这就是电磁感应现象；
B.感应电流大小与磁场强弱和导体切割磁感线运动的速度有关；
C.通电导体受力的方向与磁场方向和电流方向有关；
D.根据能量转化的知识判断。
【解答】A.线圈的 ab边中会产生电流是因为其发生了电磁感应现象，故A正确不合题意；
B.只改变磁场方向，ab边中通过的电流方向随之改变·，故B正确不合题意；
C.只改变磁场方向，ab边受到的磁力 F方向改变，故C错误符合题意；
D.该过程是将电能转化成了机械能，故D正确不合题意。
故选D。
7．【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。
8．【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
9．【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱，采用了转换法。
【解答】①小磁针发生偏转，说明受到磁力的作用，可说明磁场的存在，故①正确；
②小磁针静止时，N极所指的方向为该点的磁场分析，可知可用小磁针N极的指向来显示磁场的方向，故②正确；
③细铁屑越密，说明磁场强度越大，可知可用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱，故③正确。
故答案为：D。
10．【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】电动机利用了通电导体在磁场中受力的原理；导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，对线圈在磁场中的受力情况进行分析可对选项中的描述做出判断。
【解答】A、导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以导线受力方向没有发生改变，故A正确；
B、乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确；
C、通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确；
D、闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误。
故答案为：D。
11．【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．【答案】（1）通电线圈在磁场中受力运动
（2）C
【知识点】磁场对通电导线的作用；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理解答；
（2）要使中间的转子顺利转动，那么一个线圈对其施加排斥力，另一个施加吸引力即可，据此分析判断。
【解答】（1） 该直流无刷电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力运动；
（2）A.只有一个线圈通电，不符合要求，故A错误；
B.根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为S极，对转子施加排斥力；右下角的电磁铁上端为N极，对转子施加吸引力，现在线圈逆时针转动，故B错误；
C.根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为N极，对转子施加吸引力；右下角的电磁铁上端为S极，对转子施加排斥力，现在线圈顺时针转动，故C正确；
D.三个线圈通电，不符合要求，故D错误。
故选C。
13．【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
14．【答案】（1）电源
（2）S
（3）增加线圈的匝数
【知识点】基本电路与电路图；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）电源提供电能，用电器消耗电能；
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（3）电磁铁的磁场强弱与电流大小和线圈匝数有关。
【解答】 （1）由材料可知，热电偶热端受热，当冷、热两端有一定温度差时，电磁铁将衔铁吸引过来，说明电路中有电流，是热电偶产生电压，为电路提供的电能，在电路中相当于电源，故从能量转化角度，热电偶消耗了内能转化成了电能。
（2）由图乙可知，电流从电磁铁的左端流入，则线圈上电流向左。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N极，上端为极；
（3）电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，电磁铁无法将衔铁完全吸过来，说明电磁铁的磁性较小，可以在电磁铁上多绕几圈线圈，增加线圈的匝数。
15．【答案】电动机；通电线圈在磁场中受力转动；相同
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。当线圈中有电流通过时，线圈的两边会受到磁场力的作用，这两个力方向相反，从而使线圈绕轴转动。为了让线圈持续转动，需要通过换向器（或本题中的半刮漆引线）改变线圈中的电流方向，使受力方向始终保持一致。
（2）影响线圈转动方向的因素：线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定。只改变电流方向，转动方向会反向；只改变磁场方向，转动方向也会反向；若同时改变电流方向和磁场方向，转动方向则保持不变。
【解答】该装置中有电源提供电流，线圈在磁场中受力转动，并且通过半刮漆的引线实现了电流的半周通断，模拟了换向器的作用，因此这是一个简易的电动机。
电动机的核心原理是通电线圈在磁场中受力转动。当电流通过线圈时，线圈的 ab 边和 cd 边在磁场中受到方向相反的力，使线圈绕轴转动；半刮漆的引线在线圈转动半周后自动切断半周电流，依靠惯性继续转动，从而实现连续转动。
磁场由下方的电磁铁提供，而电磁铁的磁极方向与电流方向有关。当电源正负极互换时，不仅线圈中的电流方向改变，电磁铁的电流方向也会改变，导致其磁场方向同时改变。
由于线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，当两者同时反向时，受力方向不变，因此线圈的转动方向与原来相同。
16．【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 。
17．【答案】（1）左
（2）导体在磁场中受力大小与电流大小有关
（3）0.3；0.1
【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】（1）只改变电流方向或磁场方向，导体运动方向发生改变，同时改变电流和磁场方向，导体运动方向不变。
（2）根据表示变量可知，探究的是磁力大小与电流大小的关系。
（3）根据表中数据和磁力方向的影响因素进行探究。
【解答】（1）导体运动方向与电流方向及磁场方向有关，只改变电流方向，导体运动方向相反，可知导体将向左运动。
（2）由实验操作可知，变量为电流大小，可知假设为：导体在磁场中受到的磁力大小与电流大小有关。
（3）由表中数据可知，当没有电流经过时，导体没有受到磁力的作用，压力等于重力，可知导体的重力为0.3N。
由表中数据可知，未改变磁场方向时，压力传感器的示数为0.5N，重力为0.3N，可知磁力为0.2N。改变磁场方向，磁力方向发生改变，但磁力大小不变，可知当电流为0.4A时，传感器的示数为0.3N-0.2N=0.1N。
18．【答案】（1）磁针偏转角度
（2）改变；电流方向
（3）更换磁性更强的小磁针或减小小磁针和导体间的距离
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）根据题意可知，当导体中通过的电流越大时，磁针受到的磁力越大，则磁针的偏转角度越大；
（2）根据表格数据分析解答；
（3）要使小磁针偏转更明显，那么就要使它受到的磁力更大，据此分析解答。
【解答】（1）实验中欧姆是通过磁针偏转角度来反应电流大小的。
（2）对比第3、4组数据可知，实验3中B端温度低于A端，则此时磁针顺时针转动；实验4中B端温度高于A端，则磁针逆时针方向转动，二者产生电流的方向改变，那么可推测：当B端温度超过一定值，磁针偏转方向会改变，说明电流的磁场方向与电流方向有关。
（3） 相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是： 更换磁性更强的小磁针或减小小磁针和导体间的距离 。
19．【答案】（1）变大
（2）开关S从1切换至2(或2切换至1)，流过电动机的电流方向发生改变，线圈受力方向发生变化，转动方向发生变化
（3）A
（4）在电源C的旁边串联一个开关
【知识点】变阻器的原理及其使用；直流电动机的构造原理与工作过程；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1） 滑动变阻器对电路中电流的影响，滑动变阻器的阻值变化会影响电路中的电流大小，从而影响电动机的转速。
（2） 电动机的工作原理，电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，改变电流方向可以改变电动机的转动方向。
（3） 能量转化的形式，车辆制动时，机械能转化为电能进行回收。
（4） 电路的改进方法，根据指标要求，需要实现刹车时能量可回收且能手动关闭此功能，需要在电路中增加相应的开关。
【解答】（1） 当开关 S 接通触点 2，调节滑动变阻器滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电动机的转速加快，所以车速将变大。
（2） 通过切换开关 S 能实现前进与倒退功能的原因是开关 S 从 1 切换至 2（或 2 切换至 1），流过电动机的电流方向发生改变，根据电动机的工作原理，线圈受力方向发生变化，转动方向发生变化，从而实现前进与倒退。
（3） 车辆制动期间，能量转化的形式为机械能转化为电能，因为车辆制动时，电动机相当于发电机，将机械能转化为电能，所以答案选 A。
（4） 对车辆进行测试时，指标一被评为 “优秀”，指标二被评为 “合格”，为使指标二能达到 “优秀” 等级，应在电源 C 的旁边串联一个开关，这样可以手动控制能量回收功能的开启和关闭。
20．【答案】（1）奥斯特
（2）吸引大头针个数；没有控制电流相等
（3）下；发电机
（4）电源；铝棒
【知识点】电磁感应；通电导体在磁场中的受力方向的判断；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围有磁场；
（2）通电螺线管磁性强弱跟电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，电流一定时，线圈匝数越多，通电螺线管的磁性越强；线圈匝数一定时，电流越大，通电螺线管磁性越强；物理上一个物理量受多个因素影响时，探究物理量和其中一个因素的关系时，控制其他因素不变，这种方法是控制变量法；
（3）感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的运动方向有关；若磁场方向和切割磁感线的运动方向同时改变，感应电流的方向不变；通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，电流方向改变，螺线管的磁场方向改变；根据电磁感应现象制成了发电机；
（4）通电导线在磁场中受力运动；磁体能够吸引磁性材料，说明验证通电导体在磁场中受力运动时，导体棒不能为磁性材料。
【解答】（1）1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次讲课结束时，在助手收拾仪器时，注意到通电导体的小磁针发生了偏转，正是由于他的敏锐的洞察力，发现了电流的磁效应；
（2）实验时通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少来判断电磁铁磁性的强弱，实验时电磁铁吸引大头针的数目越多，说明磁性越强；
通电螺线管磁性跟有无铁芯、电流大小、线圈匝数多少有关，探究通电螺线管磁性强弱跟线圈匝数的关系时，需保持保持铁芯和电流的大小不变，改变线圈的匝数，步骤三中没有控制电流大小一定，故正确的操作应该是：闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为1A后，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据；
（3）当导体棒 ab 在蹄形磁体中静止时，没有做切割磁感线运动，电路中没有感应电流，小磁针 N 极指向由蹄形磁体的磁场决定，此时小磁针 N 极指向下；当导体棒 ab 水平向右运动时，做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，小磁针 N 极指向右；当导体棒 ab 竖直向上运动时，没有做切割磁感线运动，电路中没有感应电流，小磁针 N 极仍指向下。人们利用电磁感应现象的能量转化原理（机械能转化为电能），在生活中制成了发电机。
（4）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而是铝棒。
21．【答案】（1）改变通过电动机电流的方向
（2）变慢
（3）合格
【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】 （1）根据图乙分析切换开关S时通过电动机电流方向的变化，进而分析电动机转向改变的原因；
（2）根据图乙分析旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时变阻器接入电路的电阻变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化， 进而分析电动机转速的变化；
（3）根据图丙分析吹风时有无纸屑吹出，进而判断该模型的“指标二”评价等级。
【解答】 （1）由图乙可知，开关S与“1”连接时，电流从电动机的上方流入；开关S与“2”连接时，电流从电动机的下方流入，即 切换开关S后，通过电动机电流的方向发生改变，因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向；
（2）他图乙可知，将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可 知，此时通过电动机的电流变小，电动机的转速变慢；
（3）由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑 后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
1 / 1初中科学浙教版 八年级下册 第三章 第3节 电动机及其应用同步练习
一、选择题
1．（2025八下·义乌月考）磁卡的应用十分广泛，刷卡开锁时将带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反映刷卡读取信息原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素；磁场对通电导线的作用；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应；发电机就是利用该原理制成的；通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机就是利用该原理制成的；奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场；电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
【解答】 A、开锁时将带有磁条的卡靠近感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，说明这是电磁感应现象；闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故A正确；
B、电路中有电源，这是电动机的工作原理图，故B错误；
C、图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故C错误；
D、如图是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验，故D错误。
故答案为：A。
2．（2025八下·路桥期末）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。
3．（2025八下·玉环月考）小科以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光。下列那个实验装置图与电机甲所反映的原理一致（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场；探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；磁场对通电导线的作用；探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。发电机是利用电磁感应的原理制成的。
【解答】乙电动机通电后，线圈转动，带动甲电动机的线圈一起转动，甲的线圈转动时切割磁感线，产生感应电流，使灯泡发光，所以甲相当于发电机，乙是电动机，两电机能一起转动。B选项是电磁感应原理图，故B符合题意。
故答案为：B。
4．（2025八下·钱塘期末）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。
5．（2025八下·期末）如图是小明自制的电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈 abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。按图示接入电路。关于自制电动机下列说法正确的是
A．矩形线圈与下方电磁铁是串联的
B．两端引线上的漆皮是绝缘体，必须全部刮掉
C．单单调换电源的正负极，线圈转动方向不变
D．线圈通电会转动，与手摇发电机工作原理相同
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；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.用电器首尾相连为串联，并排连接在电路两点之间为并联；
B.根据线圈转动时需要改变电流方向判断；
C.通电导体受力的方向与磁场方向和电流方向有关；
D.发电机的工作原理为电磁感应现象。
【解答】 A.矩形线圈与下方电磁铁首尾相连，应该是串联的
B.两端引线上的漆皮是绝缘体，一端全部刮掉，一端只刮掉一半，故B错误；
C.单单调换电源的正负极，则通过线圈的电流方向改变，且电磁铁的磁场方向改变，因此线圈转动方向不变，故C正确；
D.线圈通电会转动，原理为通电导体在磁场中受力运动，与手摇发电机工作原理不同，故D错误。
故选C。
6．（2025八下·新昌期末）2025年4月24 日神舟二十号载人飞船与空间站完成自主对接，为减小对接过程中的震动以保证安全，飞机内置了电磁阻尼器，它可以简化为如图所示的磁铁和线圈构成。当线圈水平向左运动时，线圈的 ab边中会产生电流，同时ab边受到向右的磁力 F，以减缓靠近速度。以下说法不正确的是（）
A．线圈的 ab边中会产生电流是因为其发生了电磁感应现象
B．只改变磁场方向，ab边中通过的电流方向随之改变·
C．只改变磁场方向，ab边受到的磁力 F方向不变
D．该过程是将电能转化成了机械能
【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】A.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这就是电磁感应现象；
B.感应电流大小与磁场强弱和导体切割磁感线运动的速度有关；
C.通电导体受力的方向与磁场方向和电流方向有关；
D.根据能量转化的知识判断。
【解答】A.线圈的 ab边中会产生电流是因为其发生了电磁感应现象，故A正确不合题意；
B.只改变磁场方向，ab边中通过的电流方向随之改变·，故B正确不合题意；
C.只改变磁场方向，ab边受到的磁力 F方向改变，故C错误符合题意；
D.该过程是将电能转化成了机械能，故D正确不合题意。
故选D。
7．（2025八下·鄞州竞赛）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。
8．（2025八下·湖州期末）如图所示，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
9．（2025八下·慈溪期末）磁场看不见、摸不着。小科想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管外部的磁场，下列方法可行的是（　　）
①用小磁针的偏转来显示磁场的存在；②用小磁针N极的指向来显示磁场的方向；③用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱，采用了转换法。
【解答】①小磁针发生偏转，说明受到磁力的作用，可说明磁场的存在，故①正确；
②小磁针静止时，N极所指的方向为该点的磁场分析，可知可用小磁针N极的指向来显示磁场的方向，故②正确；
③细铁屑越密，说明磁场强度越大，可知可用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱，故③正确。
故答案为：D。
10．图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是(　　)
A．三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变
B．乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性
C．通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置
D．只要开关始终闭合，线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】电动机利用了通电导体在磁场中受力的原理；导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，对线圈在磁场中的受力情况进行分析可对选项中的描述做出判断。
【解答】A、导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以导线受力方向没有发生改变，故A正确；
B、乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确；
C、通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确；
D、闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误。
故答案为：D。
二、填空题
11．（2025八下·杭州八县期末）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)，可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．（2025八下·柯桥期末）蛇年春晚《秧BOT》节目中的机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，其内部结构如图所示， 中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。
（1）该直流无刷电动机的工作原理是　 　。
（2）直流无刷电动机内部还配备了一个霍尔传感器，能对转子磁极位置进行实时监测，并将位置信息传递给相关控制器，让其中的两个螺线圈通电，并控制电流方向，以达到持续转动。若现在该电动机正在顺时针转动，则通电方案正确的是____。
A． B．
C． D．
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力运动
（2）C
【知识点】磁场对通电导线的作用；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理解答；
（2）要使中间的转子顺利转动，那么一个线圈对其施加排斥力，另一个施加吸引力即可，据此分析判断。
【解答】（1） 该直流无刷电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力运动；
（2）A.只有一个线圈通电，不符合要求，故A错误；
B.根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为S极，对转子施加排斥力；右下角的电磁铁上端为N极，对转子施加吸引力，现在线圈逆时针转动，故B错误；
C.根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为N极，对转子施加吸引力；右下角的电磁铁上端为S极，对转子施加排斥力，现在线圈顺时针转动，故C正确；
D.三个线圈通电，不符合要求，故D错误。
故选C。
13．（2025八下·湖州期末）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
14．（2025八下·拱墅期末）如图甲所示为某品牌燃气灶，灶头边上的熄火保护装置可在燃气灶意外熄火时，自动关闭燃气阀门。如图乙所示为熄火保护装置的工作原理图，使用燃气灶时，用户需按下旋钮手动开启燃气阀门并点火，火焰使热电偶热端受热，在冷、热端形成温度差，热电偶产生电压，使电路中形成电流，电磁铁产生磁性，吸引衔铁克服弹簧弹力，从而保持燃气阀门开启，保障燃气供应。若意外熄火，热电偶热端迅速冷却，冷、热端温度差消失，导致电磁铁磁性消失；此时，衔铁在弹簧弹力作用下复位，关闭燃气阀门，切断燃气供应，防止泄漏。
（1）燃气灶正常工作时，热电偶在电路中相当于　 　(选填“电源”或“开关”)。
（2）若电路中电流方向如图乙箭头所示，则电磁铁上端为　 　极。
（3）若在测试熄火保护装置时，发现电磁铁的磁性无法保持燃气阀门处于开启状态。为解决此问题，可采取的措施是　 　。
【答案】（1）电源
（2）S
（3）增加线圈的匝数
【知识点】基本电路与电路图；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）电源提供电能，用电器消耗电能；
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（3）电磁铁的磁场强弱与电流大小和线圈匝数有关。
【解答】 （1）由材料可知，热电偶热端受热，当冷、热两端有一定温度差时，电磁铁将衔铁吸引过来，说明电路中有电流，是热电偶产生电压，为电路提供的电能，在电路中相当于电源，故从能量转化角度，热电偶消耗了内能转化成了电能。
（2）由图乙可知，电流从电磁铁的左端流入，则线圈上电流向左。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N极，上端为极；
（3）电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，电磁铁无法将衔铁完全吸过来，说明电磁铁的磁性较小，可以在电磁铁上多绕几圈线圈，增加线圈的匝数。
15．如图，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈 abcd，用小刀刮去两端引线的漆皮，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。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　 　，是根据　 　的原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈的转动方向会与原来的转动方向　 　(填“相同”或“相反”)。
【答案】电动机；通电线圈在磁场中受力转动；相同
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。当线圈中有电流通过时，线圈的两边会受到磁场力的作用，这两个力方向相反，从而使线圈绕轴转动。为了让线圈持续转动，需要通过换向器（或本题中的半刮漆引线）改变线圈中的电流方向，使受力方向始终保持一致。
（2）影响线圈转动方向的因素：线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定。只改变电流方向，转动方向会反向；只改变磁场方向，转动方向也会反向；若同时改变电流方向和磁场方向，转动方向则保持不变。
【解答】该装置中有电源提供电流，线圈在磁场中受力转动，并且通过半刮漆的引线实现了电流的半周通断，模拟了换向器的作用，因此这是一个简易的电动机。
电动机的核心原理是通电线圈在磁场中受力转动。当电流通过线圈时，线圈的 ab 边和 cd 边在磁场中受到方向相反的力，使线圈绕轴转动；半刮漆的引线在线圈转动半周后自动切断半周电流，依靠惯性继续转动，从而实现连续转动。
磁场由下方的电磁铁提供，而电磁铁的磁极方向与电流方向有关。当电源正负极互换时，不仅线圈中的电流方向改变，电磁铁的电流方向也会改变，导致其磁场方向同时改变。
由于线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，当两者同时反向时，受力方向不变，因此线圈的转动方向与原来相同。
三、实验与探究题
16．（2025八下·丽水期末）为了研究“磁场对通电导体的作用”，小科连接了甲、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 。
17．（2025八下·舟山期末）科学小组同学通过实验研究磁场对通电导体的作用。
（1）小科同学连接图甲电路，当开关闭合后发现导体向右运动。若将电源正负极上的导线互换位置，改变电流方向。则闭合开关后，导体会向　 　运动。
（2）小舟同学改进了实验设计，连接图乙电路，将一段金属直导体放在压力传感器上，置于一定强度的磁场中，闭合开关，记录下不同电流强度时压力传感器的示数，数据如下表所示。本实验想验证的假设是：　 　。
电流大小/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
压力传感器示数/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60
（3）由表格数据可知，小舟选用的金属直导体重为　 　N。若只将该实验中的N、S极互换位置，其余不变，则当电流为0.4A时，压力传感器的示数是　 　N。
【答案】（1）左
（2）导体在磁场中受力大小与电流大小有关
（3）0.3；0.1
【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】（1）只改变电流方向或磁场方向，导体运动方向发生改变，同时改变电流和磁场方向，导体运动方向不变。
（2）根据表示变量可知，探究的是磁力大小与电流大小的关系。
（3）根据表中数据和磁力方向的影响因素进行探究。
【解答】（1）导体运动方向与电流方向及磁场方向有关，只改变电流方向，导体运动方向相反，可知导体将向左运动。
（2）由实验操作可知，变量为电流大小，可知假设为：导体在磁场中受到的磁力大小与电流大小有关。
（3）由表中数据可知，当没有电流经过时，导体没有受到磁力的作用，压力等于重力，可知导体的重力为0.3N。
由表中数据可知，未改变磁场方向时，压力传感器的示数为0.5N，重力为0.3N，可知磁力为0.2N。改变磁场方向，磁力方向发生改变，但磁力大小不变，可知当电流为0.4A时，传感器的示数为0.3N-0.2N=0.1N。
18．（2025八下·新昌期末）图1是欧姆设计的一款能测量电流大小的电流扭秤，其内部结构如图2。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，AB 两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，导体中有电流通过时，磁针偏转，欧姆对电流扭秤进行了多次测试，数据如下表：
组别 水银温度 磁针偏转情况
A B 方向 0.5
1 40 10 顺时针 30
2 40 20 顺时针 20
3 40 30 顺时针 θ
4 40 50 逆时针 θ
（1）实验中欧姆是通过　 　来反应电流大小的。
（2）对比第3、4组数据可推测：当B端温度超过一定值，磁针偏转方向会　 　，说明电流的磁场方向与　 　有关。
（3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是　 　。
【答案】（1）磁针偏转角度
（2）改变；电流方向
（3）更换磁性更强的小磁针或减小小磁针和导体间的距离
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）根据题意可知，当导体中通过的电流越大时，磁针受到的磁力越大，则磁针的偏转角度越大；
（2）根据表格数据分析解答；
（3）要使小磁针偏转更明显，那么就要使它受到的磁力更大，据此分析解答。
【解答】（1）实验中欧姆是通过磁针偏转角度来反应电流大小的。
（2）对比第3、4组数据可知，实验3中B端温度低于A端，则此时磁针顺时针转动；实验4中B端温度高于A端，则磁针逆时针方向转动，二者产生电流的方向改变，那么可推测：当B端温度超过一定值，磁针偏转方向会改变，说明电流的磁场方向与电流方向有关。
（3） 相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是： 更换磁性更强的小磁针或减小小磁针和导体间的距离 。
19．（2025八下·临海期末）新能源汽车因高效环保而成为热点。某科学兴趣小组为探究其原理与性能，开展了“自制电动小汽车”的项目化学习。
他们制定的产品评价表如下：
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能实现前进与倒退，且车速可调 能实现前进与倒退，但车速不可调节 只能前进或只能倒退，且车速不可调节
指标二 汽车刹车时能量可回收，且能手动关闭此功能 汽车刹车时能量可回收，但不能手动关闭此功能 汽车刹车时能量不可回收
小组同学利用3D打印机制作了一个汽车模型(如图1)，其内部简化电路如图2所示，其中电源C为可充电电池，在车辆制动时，开关S会自动切换至触点3 进行能量回收。请回答：
（1）当开关S接通触点2.调节滑动变阻器滑片向上移动时，车速将　 　。
（2）通过切换开关S能实现前进与倒退功能的原因是　 　。
（3）车辆制动期间，能量转化的形式为____(填序号)。
A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能
（4）对车辆进行测试时，指标一被评为“优秀”，指标二被评为“合格”，为使指标二能达到“优秀”等级，应如何改进电路 　 　。
【答案】（1）变大
（2）开关S从1切换至2(或2切换至1)，流过电动机的电流方向发生改变，线圈受力方向发生变化，转动方向发生变化
（3）A
（4）在电源C的旁边串联一个开关
【知识点】变阻器的原理及其使用；直流电动机的构造原理与工作过程；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1） 滑动变阻器对电路中电流的影响，滑动变阻器的阻值变化会影响电路中的电流大小，从而影响电动机的转速。
（2） 电动机的工作原理，电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，改变电流方向可以改变电动机的转动方向。
（3） 能量转化的形式，车辆制动时，机械能转化为电能进行回收。
（4） 电路的改进方法，根据指标要求，需要实现刹车时能量可回收且能手动关闭此功能，需要在电路中增加相应的开关。
【解答】（1） 当开关 S 接通触点 2，调节滑动变阻器滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电动机的转速加快，所以车速将变大。
（2） 通过切换开关 S 能实现前进与倒退功能的原因是开关 S 从 1 切换至 2（或 2 切换至 1），流过电动机的电流方向发生改变，根据电动机的工作原理，线圈受力方向发生变化，转动方向发生变化，从而实现前进与倒退。
（3） 车辆制动期间，能量转化的形式为机械能转化为电能，因为车辆制动时，电动机相当于发电机，将机械能转化为电能，所以答案选 A。
（4） 对车辆进行测试时，指标一被评为 “优秀”，指标二被评为 “合格”，为使指标二能达到 “优秀” 等级，应在电源 C 的旁边串联一个开关，这样可以手动控制能量回收功能的开启和关闭。
20．（2025八下·杭州期中）回答下列电磁学方面的问题。
（1）1820年4月，丹麦物理学家　 　发现了电流的磁效应，打开了通向电与磁联系的大门。
（2）如图甲所示是小乐设计的研究“电磁铁磁性强弱可能跟线圈匝数多少有关”的实验电路图。实验步骤如下：
步骤一：实验时，用铁芯和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，并接入电路中的AB两端，其他元件如图正确连接；
步骤二：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据；
步骤三：断开开关S，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关S，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
实验时通过观察　 　来判断电磁铁磁性的强弱；小乐分析后，发现步骤三中存在错误，该错误是　 　；
（3）如图乙、丙为小红所做的探究实验。如图乙所示，当导体棒ab在蹄形磁体中静止时，小磁针N极指向下；
如图丙所示，当导体棒ab水平向右运动时，小磁针的N极指向右。当导体棒ab竖直向上运动时，小磁针的N极指向　 　（选填“上”、“下”、“左”或“右”）；人们利用该实验过程中的能量转化原理，在生活中制成了　 　；
（4）小聪用图丁所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”，应在M、N之间接入　 　（选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的　 　（选填“铁棒”或“铝棒”）。
【答案】（1）奥斯特
（2）吸引大头针个数；没有控制电流相等
（3）下；发电机
（4）电源；铝棒
【知识点】电磁感应；通电导体在磁场中的受力方向的判断；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围有磁场；
（2）通电螺线管磁性强弱跟电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，电流一定时，线圈匝数越多，通电螺线管的磁性越强；线圈匝数一定时，电流越大，通电螺线管磁性越强；物理上一个物理量受多个因素影响时，探究物理量和其中一个因素的关系时，控制其他因素不变，这种方法是控制变量法；
（3）感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的运动方向有关；若磁场方向和切割磁感线的运动方向同时改变，感应电流的方向不变；通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，电流方向改变，螺线管的磁场方向改变；根据电磁感应现象制成了发电机；
（4）通电导线在磁场中受力运动；磁体能够吸引磁性材料，说明验证通电导体在磁场中受力运动时，导体棒不能为磁性材料。
【解答】（1）1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次讲课结束时，在助手收拾仪器时，注意到通电导体的小磁针发生了偏转，正是由于他的敏锐的洞察力，发现了电流的磁效应；
（2）实验时通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少来判断电磁铁磁性的强弱，实验时电磁铁吸引大头针的数目越多，说明磁性越强；
通电螺线管磁性跟有无铁芯、电流大小、线圈匝数多少有关，探究通电螺线管磁性强弱跟线圈匝数的关系时，需保持保持铁芯和电流的大小不变，改变线圈的匝数，步骤三中没有控制电流大小一定，故正确的操作应该是：闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为1A后，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据；
（3）当导体棒 ab 在蹄形磁体中静止时，没有做切割磁感线运动，电路中没有感应电流，小磁针 N 极指向由蹄形磁体的磁场决定，此时小磁针 N 极指向下；当导体棒 ab 水平向右运动时，做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，小磁针 N 极指向右；当导体棒 ab 竖直向上运动时，没有做切割磁感线运动，电路中没有感应电流，小磁针 N 极仍指向下。人们利用电磁感应现象的能量转化原理（机械能转化为电能），在生活中制成了发电机。
（4）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而是铝棒。
四、综合题
21．（2023八下·义乌期中）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价 指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。
（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是　 　。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　。
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为　 　。
【答案】（1）改变通过电动机电流的方向
（2）变慢
（3）合格
【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】 （1）根据图乙分析切换开关S时通过电动机电流方向的变化，进而分析电动机转向改变的原因；
（2）根据图乙分析旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时变阻器接入电路的电阻变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化， 进而分析电动机转速的变化；
（3）根据图丙分析吹风时有无纸屑吹出，进而判断该模型的“指标二”评价等级。
【解答】 （1）由图乙可知，开关S与“1”连接时，电流从电动机的上方流入；开关S与“2”连接时，电流从电动机的下方流入，即 切换开关S后，通过电动机电流的方向发生改变，因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向；
（2）他图乙可知，将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可 知，此时通过电动机的电流变小，电动机的转速变慢；
（3）由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑 后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
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