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17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
基础过关练
一、直流电动机的基本构造及工作示意图
1．如图 1 为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为_________能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向_________（选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图 2 ，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮_________（“半周”或“全部”）。
2．根据所示直流电动机的结构示意图，看图写出各部分的名称：abcd 是_________；A、B 是_________；
E、F 是_________；N 、S 是_________。在电动机里_________ 的部分叫转子，_________ 的部分叫定子，其中线圈是_________ ，磁体是_________。
3 ．如图所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD ，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型．连接干电池后 ( )
A ．线圈持续来回摆动 B ．线圈沿固定方向持续转动
C．AB 边中电流方向交替变化 D ．CD 边始终受到磁场力作用，且是动力
4 ．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd ，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd 放在用硬金属丝做成的支架 m、n 上，并按图示
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连接电路，则电磁铁的上端是_________极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的_________（填“发电机”或“电动机”）。
5 ．下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是 ( )
A ．导线ab 中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同
B ．甲乙两图中的线圈再转动 90 度角，都能到达平衡位置
C ．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
D ．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
二、 直流电动机的转向与转速调节
6 ．关于直流电动机，下列叙述正确的是 ( )
A ．直流电动机的原理是电流的磁效应
B ．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能
C ．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
D ．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
7 ．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以 ( )
A ．改变电流大小 B ．将磁体的 N 、S 极对调
C ．改变磁性强弱 D ．将电源的正、负极和磁体的 N 、S 极同时对调
8 ．如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是 ( )
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A ．将电源正负极对调下 B ．增加电源电压
C ．换用磁性更强的磁铁 D ．对换磁极同时改变电流方向
9 ．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制做了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是 ( )
A ．只增强磁铁的磁性 B ．只增加线圈的匝数
C ．只增大线圈中的电流 D ．只将磁铁的磁极对调
10．如图 1 所示，把线框放在强磁场里，接通电源，让电流通过，发现通电线圈在磁场中扭转起来。为了让通电线圈能够在磁场中持续转动，下列做法中正确的是
A ．换用更强的磁体
B ．换用更粗的漆包线来绕制线圈
C ．如图 2 所示，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮半周
D ．如图 2 所示，用小刀将两端引线的漆皮全部刮掉
三、电动机工作时的能量转化
11 ．如图所示，某扫地机器人电动机额定电压为12V ，正常工作时通过线圈的电流为0.5A ，若此电动机线圈的电阻为4Ω , 不计摩擦，电动机每分钟所做的机械功是_________J。
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12 ．已知某电动机的工作效率为 60% ，圆的面积表示输入电动机的总能量，电动机输出有用的能量用灰色底表示，工作过程中损失的能量是内能。图中能量的形式以及大小最符合该电动机要求的是 ( )
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A．
B．
C．
D．
13．电动自行车具有轻便、环保等特点。小天将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。这个车钥匙其实就是一个_______（选填“电源”或“开关”），骑行时，将电能主要转化为_______能。
14．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表盘上的钥匙孔并旋转，则下列分析不正确的是 ( )
A ．旋转钥匙相当于闭合开关 B ．电磁铁是利用电流的磁效应来工作的
C ．电磁铁通电后电磁铁的上端为 N 极 D ．电动机工作时将电能全部转化为机械能
15 ．图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为 _________（填“N”或“S”）极；线框在转动过程中将_________能转化为_________能。
四、生活中的电动机
16 ．中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的电路元件符号是 _________。操纵无人机飞行控制器右手的“调速”手柄（如图所示）。可改变飞行的速度，与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个 _________；这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于 _________（选填“半导体” 、 “导体”或“绝缘体”）。
17．美国国家航空航天局日前在推特上宣布，首批“太空蜜蜂”机器人将在本月奔赴国际空间站辅助工作。“太空蜜蜂”通过小型风扇向后“鼓风”提供飞行动力，应用的物理知识是_________ ；小型风扇“鼓风”是将电能转化为_________能。
18 ．下列装置，主要部件不是电动机的是 ( )
A ．电饭锅 B ．吸尘器 C ．洗衣机 D ．吸排油烟机
19 ．跟热机相比，下列各项不属于电动机的优点是 ( )
A ．开动与停止均比较方便 B ．结构简单，制造便宜， 占地较小
C ．效率较低 D ．对环境没有污染
20 ．如图所示的四种电器中，属于利用“通电导线在磁场中受到磁场力的作用”原理工作的是
A ．电炉 B ．电风扇 C ．电饭煲 D ．电铃
能力提升练
一、单选题
1 ．如图所示为小明自制的简易电磁门锁，其中条形磁体为锁栓，锁栓与连动片固定在一起，构成了电磁锁的活动部分。闭合开关，向左移动变阻器的滑片 P，锁栓由静止变为向左滑动，压缩复位弹簧，同时与锁扣分离，门锁被打开；断开开关，复位弹簧使门锁关闭。闭合开关，下列说法正确的是 ( )
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A ．电磁铁的原理与电动机相同
B ．电源 d 端为负极
C ．打开门锁时，条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D ．滑片 P 向左移动过程中，电磁铁的磁性增强
2 ．如图 1 是一个自动输液报警器。其内部有一压敏电阻 R ，阻值随管内液体多少的变化而变化。工作电路图如图 2 所示。当药液减少时，电铃两端的电压逐渐增大，增大到一定程度时电铃发声报警（电铃电阻恒定不变）。下列分析正确的是 ( )
A ．电铃的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
B ．药液未输完电铃不响，是因为没有电流通过
C ．压敏电阻 R 的阻值需要随着药液的减少而增大
D ．药液输完时电路的总功率最大
3 ．如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，他应将( )
A ．左侧的绝缘漆都刮掉，右侧的绝缘漆刮掉一半
B ．左、右转轴上的绝缘漆都刮掉
C ．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D ．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉
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4 ．关于如图所示的四个情境，下列说法中正确的是 ( )
A ．如图甲，用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近时，会相互吸引
B ．如图乙，线圈处于平衡位置
C ．如图丙，开关闭合后，用导线触接L2 两端时，L1 发光，L2 不发光
D ．如图丁，验电器 A 带负电，用金属棒和 B 连接起来瞬间，电流方向是从 M 到 N
5 ．如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是 ( )
A ．导线ab 中的电流在这两个时刻方向不同
B ．导线 ab 在这两个时刻受到的磁力方向不同
C ．导线 ab 和 cd 在乙图位置受到的两个力相互平衡
D ．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
二、填空题
6．太阳风是一股充满能量的带电粒子流，以约900km/s 的速度从太阳向外流动，传播到1.5 × 1011m 外的地球大约需要_________（填“5”“50”或“500”）h 。极光是带电粒子从外层空间猛烈冲击地球南北极高空的稀薄大气层时，发出的一种耀眼的_________（选填“红外线”“紫外线”或“可见光”），是人类用肉眼可见的空间物理现象。带电粒子流中主要是电子和质子，它们在地磁场中受力方向
_________（填“相同”或“相反”）。
7 ．福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。图是它的弹射装置，弹射车处于导轨的强磁场中，给弹射车内的导体通入强电流，它会获得强大推力，并推动舰载机快速起飞。弹射车获得推力的原理是_________ 。当一架质量为 1.03t 的舰载飞机弹射起飞后，福建舰排开海水的体积将减小_________m3 。（海水密度取 1.03×103kg/m3）
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8．小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后（有电流通过灯丝，灯泡就发光），能够使线圈连续转动的是 _________（小明/小华）的做法，灯泡会时亮时灭的是 _________（小明/小华）的做法。
9．利用如图所示的装置“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”）。
三、实验题
10．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全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。
（1）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会_________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）， 目的是使线圈能够_________；
（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_____________________________________________。
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11．在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
（1）小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因是_____________________________________________；
（2）若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向_________移动；
（3）接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱 M 、N 分别与电刷 A、B 相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答：______，理由是________________________；
（4）完成以上实验后，小明取下图中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上饶上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这个模型就相当于_________机；
（5）电动机工作时将电能转化为_________能。这台电动机正常工作时，两端的电压为 6V ，通过的电流为 1A，若此线圈的电阻为 1Ω , 它的电功率是_________W，这台电动机的效率约是_________。
四、综合题
12．2024 年 11 月 14 日，中国新能源汽车年产量首次突破 1000 万辆，新能源汽车发展成为主要趋势。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们的购车新选择。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量是1.6 × 103 kg ，g 取10N / kg 。求满载时：
（1）此新能源汽车行驶时，电动机把电能转化成了_________能；
（2）汽车满载时的总重量；
（3）驾驶该汽车在高速公路上匀速行驶 30min ，前进 54km ，若所受阻力为总重力的 0.1 倍，这段路程中汽车的功率是多少？
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基础过关练
一、直流电动机的基本构造及工作示意图
1．如图 1 为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为_________能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向_________（选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图 2 ，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮_________（“半周”或“全部”）。
【答案】 机械 不改变 半周
[1]直流电动机工作时，消耗电能，获得机械能，所以把电能转化为机械能。
[2]直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当同时改变直流电动机的磁场和电流方向时，它的转动方向不改变。
[3]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用而转动，另一个半周没有电流通过，利用惯性转动，从而能使线圈连续转动。如果两端都全部刮掉，线圈转过半周后受力方向改变，会阻碍转动，不能连续转动。
2．根据所示直流电动机的结构示意图，看图写出各部分的名称：abcd 是_________；A、B 是_________；
E、F 是_________；N 、S 是_________。在电动机里_________ 的部分叫转子，_________ 的部分叫定子，其中线圈是_________ ，磁体是_________。
【答案】 线圈 电刷 换向器 磁体 转动 固定 转子 定子
[1][2][3][4][5][6][7][8]从图中可以看出，abcd 是线圈；A、B 是电刷；E、F 是换向器；N、
S 是磁体。在电动机里转动的部分叫转子，固定的部分叫定子，其中线圈转动是转子，磁体固定不动是定子。
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3 ．如图所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD ，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型．连接干电池后 ( )
A ．线圈持续来回摆动 B ．线圈沿固定方向持续转动
C．AB 边中电流方向交替变化 D ．CD 边始终受到磁场力作用，且是动力
【答案】B
该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在
转过平衡位置时，若不改变电流的反向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为了让线圈持续的转动下去，即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去。
AB 、线圈沿固定方向持续转动，故 A 不符合题意，B 符合题意；
C 、据上面的分析可知，AB 边中电流方向是不变的，故 C 不符合题意；
D 、据上面的分析可知，CD 边只有半圈受到磁场力作用，故 D 不符合题意。故选 B。
4 ．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd ，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd 放在用硬金属丝做成的支架 m、n 上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是_________极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的_________（填“发电机”或“电动机”）。
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【答案】 N 电动机
[1]根据安培定则，C 为电流进入螺线管的方向，即四指的方向，而大拇指指上上端，故上端是 N 极。
[2]有电池，故是通电线圈在磁场中受到力的作用，故是电动机。
5 ．下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是 ( )
A ．导线ab 中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同
B ．甲乙两图中的线圈再转动 90 度角，都能到达平衡位置
C ．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
D ．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
【答案】D
A ．由图可知，导线 ab 在这两个时刻电流方向不同，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 正确，不符合题意；
B ．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，故 B 正确，不符合题意；
C．读图由左手定则可知：电源的左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，故 C 正确，不符合题意；
D ．电动机之所以能转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故 D 错误，符合题意。
故选 D。
二、 直流电动机的转向与转速调节
6 ．关于直流电动机，下列叙述正确的是 ( )
A ．直流电动机的原理是电流的磁效应
B ．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能
C ．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
D ．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
【答案】C
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A．直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故 A 错误；
B ．直流电动机正常工作时，消耗电能，产生机械能，所以直流电动机正常工作时是将电能转化为机械能，故 B 错误；
C ．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的，换向器是用来改变电流的方向，故C 正确；
D ．电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变，只改变其中一个时，直流电动机的转动方向会发生变化，故 D 错误。
故选 C。
7 ．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以 ( )
A ．改变电流大小 B ．将磁体的 N 、S 极对调
C ．改变磁性强弱 D ．将电源的正、负极和磁体的 N 、S 极同时对调
【答案】B
AC ．电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故 AC不符合题意；
BD ．要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变；故 B 符合题意，D 不符合题意。
故选 B。
8 ．如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，
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下列方法中可行的是 ( )
A ．将电源正负极对调下
C ．换用磁性更强的磁铁
B ．增加电源电压
D ．对换磁极同时改变电流方向
【答案】A
A ．闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，就要改变线圈的受力方向，即
改变电流方向或改变磁场方向。将电源正负极对调，就可以改变电流方向，故 A 符合题意；
B ．增加电源电压，只能增大电流改变线圈的转速，而不能改变转动方向，故 B 不合题意；
C ．换用磁性更强的磁铁，只能改变线圈的转速，而不能改变线圈的转动方向，故 C 不合题意；
D ．对调磁极同时改变电流方向，那么线圈的受力方向与原来相同，故 D 不合题意。故选 A。
9 ．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制做了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是 ( )
A ．只增强磁铁的磁性 B ．只增加线圈的匝数
C ．只增大线圈中的电流 D ．只将磁铁的磁极对调
【答案】D
A．只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故 A 不符合题意；
B ．只增加线圈的匝数可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故 B 不符合题意；
C ．只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故 C 不符合题意；
D ．只将磁铁的磁极对调，改变了磁场方向，改变了转动方向，故 D 符合题意。故选 D。
10．如图 1 所示，把线框放在强磁场里，接通电源，让电流通过，发现通电线圈在磁场中扭转起来。为了让通电线圈能够在磁场中持续转动，下列做法中正确的是
A ．换用更强的磁体
B ．换用更粗的漆包线来绕制线圈
C ．如图 2 所示，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮半周
D ．如图 2 所示，用小刀将两端引线的漆皮全部刮掉
【答案】C
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要想让线圈持续转动，需增加换向器，即用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端
只刮半周，相当于添加一个换向器，使线圈能够持续转动，故 C 符合要求；换用磁性更强的磁体、换用更粗的漆包线来绕制线圈、用小刀将两端引线的漆皮全部刮掉不能改变线圈的受力方向，仍然不能持续转动，故 ABD 不符合要求；
故选 C。
三、电动机工作时的能量转化
11 ．如图所示，某扫地机器人电动机额定电压为12V ，正常工作时通过线圈的电流为0.5A ，若此电动机线圈的电阻为4Ω , 不计摩擦，电动机每分钟所做的机械功是_________J。
【答案】300
这台电动机正常工作1min ，根据焦耳定律线圈产生的热量Q = I Rt = (0.5A2) × 4Ω× 60s2= 60J电动机消耗的电能W = UIt = 12V× 0.5A× 60s=360J
不计摩擦产生的热量，电动机每分钟所做的机械功是W’= W 一 Q = 360J－60J=300J
12 ．已知某电动机的工作效率为 60% ，圆的面积表示输入电动机的总能量，电动机输出有用的能量用灰色底表示，工作过程中损失的能量是内能。图中能量的形式以及大小最符合该电动机要求的是 ( )
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A．
B．
C．
D．
【答案】B
AD ．电动机工作时将电能转化为机械能和内能，其中机械能属于有用的能量，且占总能量的 60% ，故 AD 不符合题意；
B ．电动机的工作效率η = WW (机)械 = = 60% 故 B 符合题意；
C ．电动机的工作效率η’= W (W机)’械’ = = 37.5% 故 C 不符合题意。
故选 B。
13．电动自行车具有轻便、环保等特点。小天将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。这个车钥匙其实就是一个_______（选填“电源”或“开关”），骑行时，将电能主要转化为_______能。
【答案】 开关 机械
[1]由题意可知，将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，相当于电路接通，因此，这个车钥匙其实就是一个开关，控制电路的通断。
[2]电动车是靠电动机来工作的，因此，骑行电动车是将电能转化为机械能。
14．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表盘上的钥匙孔并旋转，则下列分析不正确的是 ( )
A ．旋转钥匙相当于闭合开关 B ．电磁铁是利用电流的磁效应来工作的
C ．电磁铁通电后电磁铁的上端为 N 极 D ．电动机工作时将电能全部转化为机械能
【答案】D
A ．将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，汽车启动，所以旋转钥匙相当于闭合开关，故A 正确，不符合题意；
B ．通电导线的周围存在磁场，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故 B 正确，不符合题意；
C ．由图可知，电流从电磁铁的上端流入，用右手握住电磁铁，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的上端为电磁铁的 N 极，故 C 正确，不符合题意；
D ．电动机能够将电能大部分转化为机械能，但也会产生一少部分内能，故 D 错误，符合题意。故选 D。
15 ．图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为 _________（填“N”或“S”）极；线框在转动过程中将_________能转化为_________能。
【答案】 N 电 机械
[1]由图乙知，磁铁的上端为 N 极，因为磁感线由磁体的 N 极出来回到 S 极。
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[2][3]线框能够转动，是因为通电导体在磁场中受到力的作用，所以这个过程是电能转化为机械能。
四、生活中的电动机
16 ．中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的电路元件符号是 _________。操纵无人机飞行控制器右手的“调速”手柄（如图所示）。可改变飞行的速度，与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个 _________；这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于 _________（选填“半导体” 、 “导体”或“绝缘体”）。
【答案】 滑动变阻器 绝缘体
[1]电动机在电路图中元件符号 。
[2]电动自行车上的“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。
[3]上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于绝缘体。
17．美国国家航空航天局日前在推特上宣布，首批“太空蜜蜂”机器人将在本月奔赴国际空间站辅助工作。“太空蜜蜂”通过小型风扇向后“鼓风”提供飞行动力，应用的物理知识是_________ ；小型风扇“鼓风”是将电能转化为_________能。
【答案】 物体间力的作用是相互的 机械
[1]因为物体间力的作用是相互的，小型风扇向后“鼓风”时，对空气有一个向后的力，同时受到空气一个向前的力，为“太空蜜蜂”提供飞行动力，使“太空蜜蜂”前进；
[2]小型风扇“鼓风”是利用通电导体在磁场中受力而转动的原理工作的，工作时将电能转化为机械能。
18 ．下列装置，主要部件不是电动机的是 ( )
A ．电饭锅 B ．吸尘器 C ．洗衣机 D ．吸排油烟机
【答案】A
电动机在工作过程中将电能转化为机械能
A ．电饭锅主要是把电能转化为内能，故 A 符合题意；
BCD．吸尘器、洗衣机、吸排油烟机工作时都是将电能转化为机械能，与电动机原理相同，故 BCD不符合题意．
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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19 ．跟热机相比，下列各项不属于电动机的优点是 ( )
A ．开动与停止均比较方便 B ．结构简单，制造便宜， 占地较小
C ．效率较低 D ．对环境没有污染
【答案】C
电动机与热机相比，电动机具有构造简单、制造便宜、占地较小、操作方便、效率高、无
污染等优点，因此在日常的生活和生产中应用十分广泛．因此，A. B. D 中的优点都是电动机所具备的．只有选项 C 效率较低，是不合实际的．故 C 效率较低；
20 ．如图所示的四种电器中，属于利用“通电导线在磁场中受到磁场力的作用”原理工作的是
A ．电炉 B ．电风扇 C ．电饭煲 D ．电铃
【答案】B
电风扇是利用通电导线在磁场中运动而使扇叶转动的；电炉、电饭煲均为利用电流的热效应；电铃是利用电流的磁效应．故 B 选项符合题意．
能力提升练
一、单选题
1 ．如图所示为小明自制的简易电磁门锁，其中条形磁体为锁栓，锁栓与连动片固定在一起，构成了电磁锁的活动部分。闭合开关，向左移动变阻器的滑片 P，锁栓由静止变为向左滑动，压缩复位弹簧，同时与锁扣分离，门锁被打开；断开开关，复位弹簧使门锁关闭。闭合开关，下列说法正确的是 ( )
A ．电磁铁的原理与电动机相同
B ．电源 d 端为负极
C ．打开门锁时，条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D ．滑片 P 向左移动过程中，电磁铁的磁性增强
【答案】D
A ．电磁铁是利用电流的磁效应，电动机是利用通电导体在磁场中受力运动，原理不同，故 A 错误；
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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B ．闭合开关，锁栓向左滑动，说明电磁铁的 b 端为 S 极，根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向 N 极，四指环绕的方向为电流方向，可知电流从 d 端流入，所以 d 端为正极，故 B 错误；
C ．打开门锁时，条形磁体向左滑动，摩擦力方向与相对运动方向相反，所以受到向右的摩擦力，故 C 错误；
D ．滑片 P 向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，故D 正确。
故选 D。
2 ．如图 1 是一个自动输液报警器。其内部有一压敏电阻 R ，阻值随管内液体多少的变化而变化。工作电路图如图 2 所示。当药液减少时，电铃两端的电压逐渐增大，增大到一定程度时电铃发声报警（电铃电阻恒定不变）。下列分析正确的是 ( )
A ．电铃的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
B ．药液未输完电铃不响，是因为没有电流通过
C ．压敏电阻 R 的阻值需要随着药液的减少而增大
D ．药液输完时电路的总功率最大
【答案】D
A ．电铃的核心是电磁铁，利用电流的磁效应工作的，故 A 错误；
BC ．药液减少时，电铃两端的电压逐渐增大，增大到一定程度时电铃发声报警，没有报警是因为电压较小，不是没有电流通过，且药液减少时，电流变大，由欧姆定律可知电路中的电阻减小，即压敏电阻 R 的阻值随着药液的减少而减小，故 BC 错误；
D ．药液减少时，电流变大，药液输完时，电路中的电流最大，根据 P= UI 可知电路的总电功率最大，故 D 正确。
故选 D。
3 ．如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，他应将( )
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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A ．左侧的绝缘漆都刮掉，右侧的绝缘漆刮掉一半
B ．左、右转轴上的绝缘漆都刮掉
C ．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D ．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉
【答案】A
A ．在左、右转轴上刮漆是为了让线圈能够持续转动，起到换向器的作用；左侧的绝缘漆
都刮掉，右侧的绝缘漆刮掉一半，刚开始线圈通电，受到磁场力开始转动，转过半圈后有绝缘漆的一面与支架之间不能通电，线圈由于惯性转过半圈，然后继续通电转动，可以实现持续转动，故 A符合题意；
B ．左、右转轴上的绝缘漆都刮掉，刚开始线圈通电，受到磁场力开始转动，转过半圈后继续通电且电流方向不变，线圈受力方向不变，所以线圈不能持续转动，故 B 不符合题意；
C ．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，线圈转轴始终有一侧不能通电，所以线圈不会转动，故 C 不符合题意；
D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉，线圈上不会有电流通过，线圈不会转动，故 D 不符合题意。故选 A。
4 ．关于如图所示的四个情境，下列说法中正确的是 ( )
A ．如图甲，用丝绸摩擦过的两根玻璃棒靠近时，会相互吸引
B ．如图乙，线圈处于平衡位置
C ．如图丙，开关闭合后，用导线触接L2 两端时，L1 发光，L2 不发光
D ．如图丁，验电器 A 带负电，用金属棒和 B 连接起来瞬间，电流方向是从 M 到 N
【答案】C
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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A ．用丝绸摩擦过的两根玻璃棒均带正电，同种电荷之间相互排斥，所以两根玻璃棒相互靠近时，会相互排斥，故 A 错误；
B．乙图中，通电线圈左右两边所受磁场力不在同一直线上，受力不平衡，线圈不是处于平衡位置，故 B 错误；
C ．开关闭合后，用导线触接 L2 两端时，L2 被短路，所以 L1 发光，L2 不发光，故 C 正确；
D ．验电器的原理是同种电荷互相排斥；A 带负电是因为有多余的电子，用金属棒把 A 、B 连接起来， 自由电子会由A 到 B 发生定向移动，而自由电子的定向移动方向与电流方向相反，所以金属棒中的电流方向由 N 到 M，故 D 错误。
故选 C。
5 ．如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是 ( )
A ．导线ab 中的电流在这两个时刻方向不同
B ．导线 ab 在这两个时刻受到的磁力方向不同
C ．导线 ab 和 cd 在乙图位置受到的两个力相互平衡
D ．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
【答案】C
AB ．甲图中导线ab 的电流方向是由b 到 a ，乙图中导线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 AB 正确，不符合题意；
C ．导线 ab 和 cd 在乙图位置受到的两个力不在同一直线上，相互不平衡，故 C 错误，符合题意；
D．由于电路中接入了换向器，由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向，故 D 正确，不符合题意。故选 C。
二、填空题
6．太阳风是一股充满能量的带电粒子流，以约900km/s 的速度从太阳向外流动，传播到1.5 × 1011m 外的地球大约需要_________（填“5”“50”或“500”）h 。极光是带电粒子从外层空间猛烈冲击地球南北极高空的稀薄大气层时，发出的一种耀眼的_________（选填“红外线”“紫外线”或“可见光”），是人类用肉眼可见的空间物理现象。带电粒子流中主要是电子和质子，它们在地磁场中受力方向
_________（填“相同”或“相反”）。
【答案】 50 可见光 相反
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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[1]带电粒子流的速度v = 900km/s = 9 × 10 m/s 5
传播到1.5 × 1011m 外的地球大约需要时间t s ≈ 45h所以时间约为 50h。
[2]极光是带电粒子从外层空间猛烈冲击地球南北极高空的稀薄大气层时，发出的一种耀眼的可见光，因为红外线和紫外线人眼看不见，是人类用肉眼可见的空间物理现象。
[3]带电粒子流中主要是电子和质子，带不同电荷，定向运动形成的电流方向不同，它们在地磁场中受力方向相反。
【点睛】本题考查了速度计算公式的应用、可见光、通电导体在磁场中的受力情况，属于综合题。
7 ．福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。图是它的弹射装置，弹射车处于导轨的强磁场中，给弹射车内的导体通入强电流，它会获得强大推力，并推动舰载机快速起飞。弹射车获得推力的原理是_________ 。当一架质量为 1.03t 的舰载飞机弹射起飞后，福建舰排开海水的体积将减小_________m3 。（海水密度取 1.03×103kg/m3）
【答案】 磁场对通电导线有力的作用 10
[1]弹射车处于导轨的强磁场中，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。
[2]福建舰漂浮在海面上，所受浮力等于其总重力，即 F 浮=G 总=m 总g
飞机弹射后福建舰所受总重力减少，则福建舰所受浮力也减小，且浮力的减少量等于飞机所受的重力，即ΔF 浮=G 机=m 机g
同时，由阿基米德原理可知ΔF 浮=ΔG 排=Δm 排g所以福建舰排开海水的质量减少了
Δm 排=m 机= 10.3t= 1.03×104kg 福建舰排开海水减小的体积为m3
8．小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后（有电流通过灯丝，灯泡就发光），能够使线圈连续转动的是 _________（小明/小华）的做法，灯泡会时亮时灭的是 _________（小明/小华）的做法。
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
【答案】 小华 小华
[1][2]小明将线圈的引线两端的漆全部刮完，则线圈快越过平衡位置后，受到相反的力，
故不能持续转动，只能看到线圈左右摆动，由于电流是持续的，故灯泡连续发光；小华将线圈引线一端的漆皮完全刮掉，另外一端只刮一部分，这样就保证了线圈越过平衡位置后断电，线圈由于惯性会接着运动，故小华可以看到线圈持续转动，但是电流时有时无的，故是灯时亮时灭。
9．利用如图所示的装置“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】 电源 铝棒
[1][2]探究磁场对电流的作用时，电路中必须有电源，所以在 M、N 间应接电源；铁、钴、
镍等金属属于磁性材料，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。
三、实验题
10．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全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。
（1）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会_________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）， 目的是使线圈能够_________；
（2）可以通过改变_________方向，改变线圈的转动方向；（填一种方法）
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（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_________。
【答案】切断线圈中的电流 依靠惯性持续转动 电流方向或磁体磁极方向 电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置附近
（1）[1][2]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周的作用是当线圈刚
转过平衡位置时，切断电流，依靠线圈的惯性转动下半周，从而保证了线圈持续的转动下去。
（2）[3]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来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向。
（3）[4]如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始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，或用手助推半周线圈使其转过不通电的位置。
11．在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
（1）小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因是_________；
（2）若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向_________移动；
（3）接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱 M 、N 分别与电刷 A、B 相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答：_________ ，理由是_________；
（4）完成以上实验后，小明取下图中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上饶上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这个模型就相当于_________机；
（5）电动机工作时将电能转化为_________能。这台电动机正常工作时，两端的电压为 6V ，通过的电流为 1A，若此线圈的电阻为 1Ω , 它的电功率是_________W，这台电动机的效率约是_________。
【答案】线圈刚好处在平衡位置 左 不会 电流方向和磁场方向同时改变 发电机械能和内 6 83.3%
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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（1）[1]当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动。
（2）[2]若要电动机转速加快，可以增大电路中的电流，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的电阻，从而增大电路中的电流。
（3）[3][4]小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱 M、N 分别与电刷
A 、B 相连，当对调接在电源正、负极上的导线时，通过的电流也会发生变化，磁场的方向发生了改变，则电动机线圈的受力方向不变，其转动方向不变。
（4）[5]取下电源换接上小灯泡，快速拉动细线，使线圈转动起来，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡会发光，这是电磁感应现象，此时模型就相当于发电机。
（5）[6]电动机在工作时，电能转化为机械能和内能；
[7]电动机的电功率 P ＝UI＝6V×1A ＝6W电动机的电功率为 6W。
[8]设工作时间为 t ，则这台电动机在时间 t 内产生的热量 Q＝I2Rt消耗的总电能 W＝Pt
产生的机械能为 E ＝W-Q
这台电动机的效率
这台电动机的效率为 83.3%。
四、综合题
12．2024 年 11 月 14 日，中国新能源汽车年产量首次突破 1000 万辆，新能源汽车发展成为主要趋势。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们的购车新选择。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量是1.6 × 103 kg ，g 取10N / kg 。求满载时：
（1）此新能源汽车行驶时，电动机把电能转化成了_________能；
（2）汽车满载时的总重量；
（3）驾驶该汽车在高速公路上匀速行驶 30min ，前进 54km ，若所受阻力为总重力的 0.1 倍，这段路程中汽车的功率是多少？
【答案】（1）机械/动；（2）1.6 × 104 N ；（3）4.8 × 104 W
17.1 关于电动机转动的猜想 分层练习（解析版）
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（1）新能源汽车行驶时，消耗了电能，获得了动能（机械能），因此新能源汽车行驶时，电动机把电能转化成了动能（机械能）。
（2）汽车满载时的总重量G = mg = 1.6 × 103kg× 10N / kg = 1.6 × 104 N
（3）汽车所受的阻力f = 0. 1G = 0.1× 1.6 × 10 4N = 1.6 × 10 3N
汽车匀速行驶，处于平衡状态，受到的牵引力等于阻力，即F = f = 1.6 × 103 N此段路程中汽车所做的功W = Fs = fs = 1.6 × 103 N × 5.4 × 104 m = 8.64× 107 J
此段路程中汽车的功率P W
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