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20.4 电动机
题型1 探究磁场对通电导线的作用 题型2 通电导线在磁场中受到力的作用
题型3 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 题型4 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
题型5 磁场对通电线框的作用 题型6 通电导线在磁场中的受力情况
题型7 电动机工作原理 题型8 电动机的能量转化
题型9 电动机的基本构造 题型10 换向器的构造及作用
题型11 电动机转向与速度的调节 题型12 直流电动机的应用
题型13 左手定则 题型14 扬声器
题型1 探究磁场对通电导线的作用
解｜题｜知｜识 实验器材：马蹄磁铁，导线，导轨，电源，开关 实验步骤：（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，会发现导线会运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用； （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，观察这时导线的运动方向； （3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，观察这时导线的运动方向； （4）同时改变电流的方向与磁场的方向，观察这时导线的运动方向；由此实验可以验证通电导线在磁场中受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系． 实验结论：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向，通电导线受力的方向不变。
【典例1】设计如图所示的实验，主要是为了探究下列哪个物理原理（　　）
A．发电机 B．电动机
C．通电螺线管 D．电磁继电器
【答案】B
【解答】解：观察题干中的图可知：该实验中有电源，是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机原理图。故B正确，ACD错误。
故选：B。
【变式1】在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小亮设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
（1）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 　 　 有力的作用；
（2）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 　 　 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；
（3）小亮通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与 　
　 有关；
（4）试验时小亮应该选 　　 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。
【答案】（1）通电导体；（2）相反；（3）电流的方向；（4）铜棒。
【解答】解：（1）将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
（2）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
（3）小亮通过科学猜想并进行实验验证，如将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生了变化，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
（4）实验中，磁场对通电导体的作用是用导体棒是否运动来体现的，为使实验顺利进行导体ab应该用不被磁铁吸引的铜棒。
故答案为：（1）通电导体；（2）相反；（3）电流的方向；（4）铜棒。
【变式2】在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。
（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒 　　 （ρ铜＞ρ铁＞ρ铝）；
A．铁棒
B．铜棒
C．铝棒
（2）选好直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线BF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，　 　 （选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的；
（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与 　 　 有关；
（4）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向 　　 （选填“上”或“下”）；
（5）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装 　 　 ，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】（1）C；（2）电动机；（3）电流大小；（4）上；（5）换向器。
【解答】解：（1）为了防止被磁体吸引而不能动，故不能用铁棒，为了使效果明显，应选择质量较小的金属棒，由三个金属棒的体积相同，密度最小的铝棒的质量最小。故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（2）通电导体在磁场中受力运动，可以制成电动机。发电机利用电磁感应原理制成的，电磁铁利用了电流的磁效应。
（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，接入电路阻值变小，根据欧姆定律知，电路中电流变大，导线摆动的幅度大，说明受到的力较大，这说明磁场对通电导体的作用力的大小与电流的大小有关。
（4）由图乙可知，磁场方向不变，ab段与cd段电流方向相反，cd段所受力方向竖直向下，则ab段所受力方向竖直向上。
（5）换向器起到改变电流方向的作用。要使图乙中线圈持续转动，应在外部加装换向器，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）C；（2）电动机；（3）电流大小；（4）上；（5）换向器。
题型2 通电导线在磁场中受到力的作用
解｜题｜知｜识 通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向，通电导线受力的方向不变。
【典例1】我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰，采用了先进的电磁弹射技术，只要保证有足够的电流输入，便能在发射装置内产生足够大的推力，使舰载机达到更高的速度。下列实验中能反映其工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解答】解：电磁弹射器的弹射车轨道与飞机前轮接触，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。
A、图是奥斯特实验，说明通电导体的周围存在磁场，故A错误；
B、该图是电动机的原理图，电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的，故B正确；
C、该图是探究影响电磁铁磁性强弱的实验，故C错误；
D、该图是发电机的原理图，发电机是利用电磁感应现象制成的，故D错误。
故选：B。
【变式1】如图为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：司机按下开关，自动爆玻器的通电线圈在磁场中受到力的作用而运动，将电能转化为机械能，
A．闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故A不符合题意；
B．说明磁极间的相互作用，同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引，故B不符合题意；
C．当导体中通过电流时，通电导线在磁场中受力的作用而运动，是电能转化为机械能，与自动爆玻器工作原理相同，故C符合题意；
D．说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：C。
【变式2】如图所示为公交车上自动爆玻器，危急时刻下，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）
A．电动机 B．发电机
C．电饭煲 D．动圈式话筒
【答案】A
【解答】解：自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的，是电能转化为机械能；
A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理制成的，故A符合题意；
B、发电机是利用电磁感应现象制成的，故B不符合题意；
C、电饭煲是利用电流的热效应制成的，故C不符合题意；
D、动圈式话筒是利用电磁感应工作的，故D不符合题意。
故选：A。
题型3 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素
解｜题｜知｜识 通电导体在磁场中要受力而运动，通电导体在磁场中所受磁场力的大小与通过导体的电流大小和磁场的强弱有关，通过导体的电流越大，磁场越强，导体受到的磁场力就越大。
【典例1】如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是（　　）
A．该电流表是利用电磁感应原理工作的
B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
【答案】D
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A．通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，故A错误；
B．线圈中有电流通过时，电能转化为机械能，故B错误；
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故C错误；
D．电流越大，线圈受到的力越大，因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小，故D正确。
故选：D。
题型4 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
解｜题｜知｜识 通电导体在磁场中要受到力的作用，其方向与电流方向和磁场方向有关，当改变其中一个方向时，导体受力作用方向将改变，若两个方向都改变时，导体的受力方向将不改变。
【典例1】有人做了如图所示的实验：向环形塑料凹槽内注满水银，然后通过接线柱将凹槽内的水银接入电路，再在圆环中央放置一块圆柱形磁铁。闭合开关，凹槽内的水银会逆时针流动起来，则下列说法中不正确的是（　　）
A．水银流动的原理是磁场对通电导体有力的作用
B．若只对调电源正负极，水银将顺时针流动
C．该过程中将机械能转化为电能
D．若将串联的蓄电池再增加一节，水银的流动速度将变快
【答案】C
【解答】解：A、水银是导体，水银的内外侧用导线接入电路通过电流后，因为磁场对通电导体有力的作用，凹槽内的水银会流动起来，故A正确；
B、通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，对调电源的正负极后，电流方向发生改变，因此水银受力方向改变，水银沿顺时针方向流动，故B正确；
C、该过程中消耗了电能，得到了机械能，将电能转化为机械能，故C错误；
D、若将串联的蓄电池再增加一节，电路中的电流增大，磁场对通电导体力的作用增大，水银的流动速度将变快，故D正确。
故选：C。
【变式1】关于如图四幅图，说法正确的是（　　）
A．图甲：与头发摩擦过的梳子能吸引碎纸屑，说明摩擦后梳子带了电
B．图乙：只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变
C．图丙：通电螺线管周围铁屑如图，说明磁场只存在于这个玻璃板面上
D．图丁：闭合开关，通电螺线管外部的磁感线方向由B指向A
【答案】ABD
【解答】解：A．带电体能够吸引轻小物体，所以当塑料梳子与头发摩擦后能吸引碎纸屑，说明它带了电，故A正确；
B．闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，磁场方向改变，通电导体的受力方向改变，则它的运动方向改变，故B正确；
C．通电螺线管周围铁屑分布如图，它周围的磁场存在整个空间，故C错误；
D．由图可知，电流从螺线管的右侧流入，左侧流出，由安培定则可知，通电螺线管的B端为N极，A端为S极，磁体外部的磁感线是从N极出来，回到S极的，所以闭合开关，通电螺线管外部的磁感线方向由B指向A，故D正确。
故选：ABD。
【变式2】如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明同时对调电源的正负极和磁铁的南北极；则该操作后水银的流动情况是 　 　 （选填“顺时针流动”或“逆时针流动”）。
【答案】逆时针流动。
【解答】解：通电导体在磁场中受到力的作用，水银是导体，水银的内外侧用导线接入电路通过电流后，会在磁场中受力而运动起来。通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，对调电源的正负极后，电流方向发生改变，因此水银受力方向改变，水银沿顺时针方向流动；再对调磁铁的南北极，磁场方向改变，则水银受力方向发生改变，此时水银沿逆时针方向流动。
故答案为：逆时针流动。
题型5 磁场对通电线框的作用
解｜题｜知｜识 把线框放在磁场中，接通电源，让电流通过线框，会观察到通电线框在磁场中发生转动，但通电线框在磁场里只是转过一个角度，不能持续转动
【典例1】在研究“磁场对通电导体（电流）有力的作用”实验中。
（1）利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入　　 （填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成　　 （填“发电机”或“电动机”）。
（2）如图乙、丙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的（也称匀强磁场）。
①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向　　 （填“上”或“下”）。
②图丙中的线圈可以持续转动，是因为在外部加装了换向器，该装置能使线圈平面处于　
　 （填“平行”或“垂直”）磁感线位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】电源；电动机；上；垂直
【解答】解：（1）因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入电源，根据此原理制成了电动机；
（2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上；
②图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
故答案为：（1）电源； 电动机；（2）①上；②垂直。
【变式1】利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
（1）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”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力 　 　 （选填“是”或“不是”）一对平衡力；
（3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。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】（1）电源；铝棒；（2）不是；（3）BC。
【解答】解：（1）探究磁场对通电直导线的作用，要给导体AB通电，所以应在M、N之间接入电源；因为磁铁能够吸引铁棒，磁场会对通电直导线的作用产生影响，所以不能用铁棒进行实验，而应选择轻质的铝棒。
（2）由图乙可知，cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不在同一条直线上，所以不是一对平衡力。
（3）为了使线圈能持续转动，需要在线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向，可以将一端的漆全部刮掉，另一端刮半周；或者两侧都只刮上半周，这样线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，由于惯性会继续转动，相当于电动机中的换向器，故BC符合题意，AD不符合题意。
故选：BC。
故答案为：（1）电源；铝棒；（2）不是；（3）BC。
【变式2】利用图甲所示的装置在研究“磁场对通电导体的作用”实验中：
（1）应在从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”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后ab段和cd段受到的两个力，这两个力 　 　 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装 　 　 ，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】（1）电源；铝棒；（2）不是；（3）换向器。
【解答】解：（1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对通电导体的作用”时，即必须有电源，所以在M、N之间应接入电源；
探究磁场对通电导体的作用时，因为磁铁能够吸引铁棒，所以导体棒不能选择铁棒，而应选用轻质的铝棒进行实验；
（2）在乙图中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后ab段和cd段的电流方向相反，则ab段和cd段所受磁场力的方向相反，但这两个力不在同一直线上，也不在同一物体上，所以二力不是一对平衡力；
（3）为了使线圈能持续转动，应在其外部加装换向器，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）电源；铝棒；（2）不是；（3）换向器。
题型6 通电导线在磁场中的受力情况
解｜题｜知｜识 安培力的方向可以通过左手定则来判断。伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
【典例1】如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　）
A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强
B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象
C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力
D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力
【答案】B
【解答】解：A、负压发生器使喷枪内气压减小，外界大气压大于喷枪内气压，在大气压强的作用下将涂料吸入喷枪，故A正确。
B、通电后电动机线圈受力转动是基于通电导体在磁场中受力的原理，而电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象，二者原理不同，故B错误。
C、涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，根据电荷间的作用力规律，同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后颗粒间会相互排斥，故C正确。
D、涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在引力，使涂料分子与物体表面分子相互吸引，故D正确。
故选：B。
【变式1】如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（　　）
A．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1
【答案】BCD
【解答】解：
如图所示，两根长直导线，电流大小相同，方向相同。由安培定则可知a右侧磁场方向向外，b左侧的磁场方向向里，
由左手定则知，a受到b产生磁场的作用力向右，大小为F1，那么b受到a产生磁场的作用力向左大小也为F1，但方向相反（向左）。
再加入匀强磁场时产生的磁场力大小为F0，则a、b受到加入匀强匀强磁场的作用力均为F0，且方向相同。
（1）如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向里时，F0方向向右，则a受到的作用力为F2＝F1+F0，
若此时F1＞F0，则b受到的作用力为F2′＝F1﹣F0＝F1﹣（F2﹣F1）＝2F1﹣F2，故B正确；
若此时F1＜F0，则F2′＝F0﹣F1＝（F2﹣F1）﹣F1＝F2﹣2F1，故D正确；
（2）如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向外时，F0方向向左，
若F1＞F0，则a受到的作用力为F2＝F1﹣F0，则b受到的作用力为F2′＝F1+F0＝F1+（F1﹣F2）＝2F1﹣F2，故B正确；
若F1＜F0，则a受到的作用力为F2＝F0﹣F1，则b受到的作用力为F2′＝F1+F0＝F1+（F2+F1）＝2F1+F2，故C正确。
故选：BCD。
题型7 电动机工作原理
解｜题｜知｜识 电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。
【典例1】在2026年央视“五四”晚会的“技能报国”环节，90后工程师教授机器人焊接航母零件。机器人核心动力来自于伺服电机，它是一种高精度的小型电动机。下列选项中与伺服电机工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解答】解：电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；
A、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，与电动机的工作原理不同，故A不符合题意；
B、图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，与电动机的工作原理不同，故B不符合题意；
C、图中装置图探究的是影响电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意；
D、图中是通电导体在磁场中受力运动，电能转化为机械能，与电动机的工作原理相同，故D符合题意。
故选：D。
【变式1】2024年春晚节目中，杭州宇树机器人扭秧歌舞蹈大放异彩，其动力核心部件是直流电机，直流电机用作直流电动机使用时，将电能转换成机械能。下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解答】解：A、图为奥斯特实验装置图，说明通电导线周围存在磁场，故A错误；
B、图为探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系图，说明电流一定时，匝数越多，电磁铁磁性越强，故B错误；
C、图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C错误；
D、闭合开关，导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故D正确。
故选：D。
【变式2】有轨电车的动力心脏就是直流电动机，其工作原理与图中的哪个相同（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：A、图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故A错误；
B、图为探究电磁铁应用图，原理是电流的磁效应，故B错误；
C、闭合开关，导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故C正确；
D、图为奥斯特实验装置图，说明通电导线周围存在磁场，故D错误。
故选：C。
题型8 电动机的能量转化
解｜题｜知｜识 电动机是将电能转化为机械能的装置。
【典例1】在物流分拣中心，智能分拣机器人的投入使用，极大地提高了分拣效率，充电5分钟工作4小时，实现24小时不间断分拣，如图所示。机器人的动力装置为电动机，其工作原理是（　　）
A．磁场对电流的作用，将机械能转化为电能
B．磁场对电流的作用，将电能转化为机械能
C．电磁感应原理，将机械能转化为电能
D．电磁感应原理，将电能转化为机械能
【答案】B
【解答】解：电动机在工作的过程中会消耗电能，电能主要转化为机械能，其工作原理是：通电导体在磁场中受力运动，即磁场对电流的作用。
故选：B。
【变式1】如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中靠近的两个磁极都是S极
B．乙图装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为内能
C．丙图中当水位升高到B时，红灯会发光报警
D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受力
【答案】C
【解答】解：A、甲图中磁感线是从左侧回到右侧，因为在磁体外部磁感线从N极出来回到S极，所以两个磁极为异名磁极，左端为N极，右端的为S极，故A错误；
B、乙图中有电源，是通电导体在磁场中受力运动的实验，电动机是根据此原理制成的，将电能转化为机械能，故B错误；
C、读图可知，左侧控制电路不工作时，右侧的绿灯始终是亮着的；当水位升高至B时，控制电路连通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁，使其与上触点断开，与下触点连通，此时绿灯灭，红灯会发光报警，故C正确；
D、丁图中没有电源，闭合开关后，当线圈做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这是电磁感应现象，故D错误。
故选：C。
【变式2】高铁、移动支付、共享单车、网购作为中国的“新四大发明”，已走进寻常百姓的生活，以下说法正确的是（　　）
A．铁路的钢轨铺设在枕木上，是为了增大受力面积，减小钢轨受到的压强
B．高铁采用牵引电机作为动力，牵引电机的工作是将电能转化成机械能
C．共享单车坐垫的形状能增大与骑行者臀部的接触面积，从而增大与臀部的摩擦
D．用手机扫码支付时，二维码应在手机镜头二倍焦距以外
【答案】ABD
【解答】解：A、铁路的钢轨铺设在枕木上，是为了增大受力面积，减小压强，故A正确；
B、高铁采用牵引电机作为动力，牵引电机的工作原理是电动机原理，故B正确；
C、共享坐垫的形状能增大与骑行者臀部的接触面积，在压力相同时，从而减小压强，故C错误；
D、手机摄像头是利用“物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律”工作的，因此二维码位于摄像头的二倍焦距以外，故D正确。
故选：ABD。
题型9 电动机的基本构造
解｜题｜知｜识 电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫作定子。
【典例1】如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力　 　 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于　 　 不会静止。
【答案】不在同一直线上；惯性。
【解答】解：在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力不在同一直线上；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于惯性不会静止。
故答案为：不在同一直线上；惯性。
题型10 换向器的构造及作用
解｜题｜知｜识 1．有关化学式的计算或其逆运算，一定要按照相应的公式，进行准确地计算．用到的相对原子质量一定要用试卷上给出的数值来计算．还有，其中的原子个数一般是相应元素符号的右下角的数字（没有数字时，默认为是1）；但是，如果某元素在同一化学式中出现多次，那么该元素的原子个数应该是该元素符号右下角的数字之和；如果某元素符号被括号括起来了，那么该元素的原子个数应该是该元素符号右下角的数字与括号的右下角的数字的乘积．
2．有关化学式的推断，要先看是哪一种题型，然后，再按照相应的方法，细心地进行推断．
题型11 电动机转向与速度的调节
解｜题｜知｜识 （1）电动机的转动方向：电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定；改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调极）. （2）电动机转速：电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关，即线圈匝数越多，电流越大，磁场越强，转速越快；提髙电动机转速的方法：增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。
【典例1】如图所示为某同学自制的简易电动机，要想改变线圈转动的方向，应采取的操作方法是（　　）
A．换用强磁体进行实验
B．升高电源的电压
C．只改变电源正负极方向
D．只增加线圈的匝数
【答案】C
【解答】解：A、换用强磁体进行实验。可以增大转速，故A不符合题意；
B、升高电源电压可以增大转速，故B不符合题意；
C、只改变电源正负极方向，可以改变电动机的转动方向，故C符合题意；
D、只增加线圈的匝，可以增强磁场，改变电动机的转速，故D不符合题意。
故选：C。
【变式1】某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图所示，则在甲、乙、丙、丁四幅图中，闭合开关，线圈转动方向相同的是（　　）
A．甲和乙 B．甲和丙 C．乙和丙 D．丙和丁
【答案】B
【解答】解：由图甲知，磁感线从左向右，发红光，电流从B脚流入，A脚流出；
由图乙知，磁感线从右向左，发红光，电流从B脚流入，A脚流出；
由图丙知，磁感线从右向左，发黄光，电流从A脚流入，B脚流出；
由图丁知，磁感线从左向右，发黄光，电流从A脚流入，B脚流出；
甲和丙的磁场方向和电流方向都相反，故线圈转动方向相同，故B正确，ACD不正确。
故选：B。
【变式2】“绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源汽车，图甲是电动车充电的场景。图乙是某电动汽车前进和倒车工作原理简单示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速（调速是通过电子调速器改变流过电动机的电流大小来实现，图中R1相当于电子调速器），向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。结合情境中的文字和图象信息判断，下列说法正确的是（　　）
A．给电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源
B．电动机和电子调速器的连接方式是并联
C．开关S1和S2同时接1可实现汽车倒车
D．汽车前进和倒车是通过开关改变电动机线圈中的电流方向实现
【答案】D
【解答】解：A、对电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的用电器，故A错误；
B、由题意知，电动机连接电子调速器来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，故电动机和电子调速器是串联，故B错误；
C、前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即滑动变阻器且与电动机串联在电路中。由电路图可知，此时开关S1和S2都接1；电动汽车后退时以恒定速度后退，即电动机应与R2串联，此时电流方向与前进时相反，由电路图可知，此时开关S1和S2都接2，故C错误；
D、电动汽车既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的方向通过开关能够改变，故D正确。
故选：D。
题型12 直流电动机的应用
解｜题｜知｜识 家庭生活中的电风扇、冰箱、洗衣机、电动自行车以及一些电动玩具中都应用到了电动机；在工农业生产中，机床、水泵需要电动机带动，电力机车、电梯需要电动机牵引。
【典例1】在跨学科实践活动中，学习小组用绝缘胶带将支架固定在电池两端，磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去半周后，放在支架上，做成一台直流电动机模型，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电动机工作的原理是电磁感应
B．线圈转动过程中，机械能转化为电能
C．线圈两端绝缘漆全部刮去后，线圈仍能连续转动
D．交换磁体N、S极线圈反向转动
【答案】D
【解答】解：A．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A错误；
B．电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，故B错误；
C．若将线圈两端绝缘漆全部刮去，线圈转过平衡位置后，受力方向反向，会阻碍线圈持续转动，线圈最终会停在平衡位置，不能连续转动，故C错误；
D．交换磁体N、S极改变了磁场方向，线圈受力方向改变，因此线圈会反向转动，故D正确。
故选：D。
【变式1】如图是小明按物理课本“迷你实验室”提供的方法制作的作品，下列分析正确的是（　　）
A．被同一毛巾摩擦后的两个气球因带同种电荷而相互排斥
B．铅笔芯变阻器是通过改变导体的横截面积来改变电阻的
C．西红柿电池使耳机发声的工作过程中电能转化为化学能
D．制作电动机时把线圈两端线头的漆皮全部刮掉效果更好
【答案】A
【解答】解：A．同种电荷相互排斥，被同一毛巾摩擦后的两个气球带有同种电荷，相互排斥，故A正确；
B．铅笔芯变阻器是通过改变铅笔芯接入电路的长度来改变电路电阻，进而改变通过电路的电流来工作的，故B错误；
C．西红柿电池使耳机发声的工作过程中化学能转化为电能，故C错误；
D．制作电动机时，用小刀刮两端引线的漆皮，一头全部刮掉，另一头只刮掉一半，相当于换向器的作用，故D错误。
故选：A。
【变式2】如图，2024常熟市实验创新大赛上的一件作品：用漆包线和磁体制作的一台“电动机”，制作时用刀片将线圈两端不同位置的绝缘漆按图示一半或全部刮掉并作为转动轴，实验时左端支架在A或B位置选择一个，将支架与干电池相连，发现接　　 （AC/BC）时线圈能持续转动，这种让线圈持续转动的思路与电动机中换向器的思路是　　 （相同/不同）的。
【答案】BC；不同。
【解答】解：选择BC 的原因：连接AC时，线圈一直没有电流通过，线圈不会转动。而连接BC线通电转动等到转过180度后没有电流，利用惯性转过。
这样刮漆可以跟换向器达到相同的目的——持续转动，但解决问题的思路是不同的，换向器是改变线圈中的电流方向，这里是使电路断开，利用惯性继续转动。思路不同，同一目的。
故答案为：BC；不同。
题型13 左手定则
解｜题｜知｜识 把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向．
【典例1】按照下列要求，作图。
（1）如图甲，开关S闭合后，根据通电导体ab的电流方向、受到磁场力F的方向，在图中标出磁铁的N极和S极。
（2）如图乙，画出作用在杠杆OA上的拉力F的力臂L1。
（3）如图丙，小球A用钢管固定在小车的支架上，小车向左做匀速直线运动，不计空气阻力，画出小球A受力的示意图。
（4）光线通过图丁中虚线框中的透镜，传播方向发生了改变，请在虚线框中填上合适的透镜。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由图可知，电流的方向从a到b，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并使四指指向电流的方向，大拇指指向导体运动的方向，则磁感线从掌心进入，下端为N极，下端为S极；如图所示：
；
（2）然后过支点做力F作用线的垂线，标上垂足，用双箭头表示出这段距离，记为L1．如图所示：
；
（3）小球随小车一起向左做匀速直线运动，处于静止状态，不考虑空气阻力，小球在水平方向上不受力，在竖直方向上受到的重力和弯杆的拉力是一对平衡力，过小球重心，分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用G和F表示，作图时应注意两条线段长度要等长，如图所示：
；（4）折射光线与入射光线相比，远离主光轴偏折，光线发散了，故填入凹透镜，如图所示：
。
题型14 扬声器
解｜题｜知｜识 （1）扬声器和耳机构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆． （2）原理：通电导体在磁场中受力． （3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音．
【典例1】教室墙上的扬声器播放完“考试开始”的答题信号后，同学们开始答题。图中与扬声器的工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解答】解：A．该图探究磁极间的相互作用规律，和扬声器原理不符，故A错误；
B．该装置有电源，探究通电导体在磁场中的受力运动，和扬声器工作原理相同，故B正确；
C．该装置无电源，连接灵敏电流计，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，和扬声器原理不符，故C错误；
D．该装置探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，利用的是电流的磁效应，和扬声器原理不符，故D错误；
故选：B。
【变式1】如图是某款AI（人工智能）音箱可以识别主人说出的“指令”，进而控制家庭物联网中的电器设备设施。请解答下题。
（1）AI音箱能识别“指令”，说明声音可以传递　 　 ，调节音量旋钮，可以改变AI音箱发出声音的　 　 。
（2）而当别人说出同样的“指令”时，却无法调控相关设施，该功能主要依据声音的　 　 ；主人发出的“指令”通过　 　 波传播给音箱。
（3）音箱中的扬声器工作原理是磁场对通电导体有　 　 的作用。扬声器工作时是电能转化为　 　 能。
【答案】（1）信息；响度；
（2）音色；声；
（3）力；机械。
【解答】解：（1）AI音箱识别语音指令、接收指令控制电器，说明声音能传递信息；音量旋钮改变声音大小，改变的是声音的响度。
（2）每个人声带结构不同，音色不同，音箱靠音色区分主人和其他人。人说话的指令是声波（机械波），依靠空气传播到音箱。
（3）扬声器原理：通电导体在磁场中受力运动（磁场对通电导体有力的作用），带动纸盆振动发声。工作时消耗电能，纸盆振动获得机械能，电能转化为机械能。
故答案为：（1）信息；响度；
（2）音色；声；
（3）力；机械。
【变式2】同种电荷间相互　 　 ；异名磁极间相互　 　 ；扬声器是把　 　 转换成声信号的一种装置。
【答案】排斥；吸引；电信号。
【解答】解：电荷间相互作用：同种电荷间相互排斥；异名磁极间相互吸引；扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
故答案为：排斥；吸引；电信号。
【变式3】元旦联欢会上小梅演奏葫芦丝（图甲）时，手指按住不同的孔，发声空气柱的长度不同，振动的频率不同，发出声音的　 　 就不同；音箱中的动圈式扬声器（图乙）与　 　 （选填“电风扇”或“动圈式话筒”）的原理相同。
【答案】音调；电风扇。
【解答】解：演奏葫芦丝时，手指按住不同的孔，发声空气柱的长度不同，振动的频率不同，声音的音调就不同。音箱中的扬声器与电风扇原理相同，都是利用通电导体在磁场中受力的作用制成的。
故答案为：音调；电风扇。
1．2024年5月1日，我国自行研制的第三艘航空母舰“福建舰”首次海试。它所搭载的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生强大的推力而使舰载机快速起飞。如图所示的实验原理与此原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解答】解：由题意可知，电磁弹射系统利用强磁场对通电轨道产生强大的推力而使舰载机快速起飞，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。
A．图示装置是演示电磁感应的实验装置，故A不符合题意；
B．探究电磁铁磁性强弱的实验装置，故B不符合题意；
C．图示装置是探究通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应的实验装置，故C不符合题意；
D．图示装置是演示通电导体在磁场中受到力的作用的实验装置，故D符合题意。
故选：D。
2．2024年5月1日8时许，我国第三艘航空母舰福建舰从江南造船厂解缆起航，赴相关海域开展首次航行试验。福建舰采用了最先进的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：由题意可知，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。
A．图A是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C．图C有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机原理，故C符合题意；
D．图D没有电源，是探究电磁感应现象的实验，故D不符合题意。
故选：C。
3．2025年3月，我国福建号航母成功进行舰载机电磁弹射试验。如图所示是航母舰载机起飞电磁弹射器，它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，舰载机受到强大的推力而快速起飞。下列各项中与电磁弹射器工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】AD
【解答】解：A、图中是电动机的原理图，电动机的工作原理就是通电导体在磁场中受到力的作用，与电磁弹射器工作原理相同，故A正确。
B、图中是发电机的原理图，发电机是利用电磁感应原理工作的，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，与电磁弹射器工作原理不同，故B错误。
C、图中是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，与电磁弹射器工作原理不同，故C错误。
D、图中是探究通电导体在磁场中受到力的作用，与电磁弹射器工作原理相同，故D正确。
故选：AD。
4．如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与 　 　 （选填“发电机”或“电动机”）相同；电流表使用时需要远离强磁体。是因为磁体周围存在 　 　 ，会影响电流表示数。
【答案】电动机；磁场。
【解答】解：电流表的线圈处于永磁体中，磁体中的线圈有电流通过时，受到力的作用而带动指针偏转，这是电动机的工作原理。
电流表使用时，需要远离强磁体，因为磁体周围存在着磁场，对电流表的工作有影响。
故答案为：电动机；磁场。
5．（1）明阳用电池、小磁针和导线等器材做了如图所示实验，观察到当导线通电时，小磁针偏转方向发生改变，如图乙，说明通电导体周围存在 　 　 。
（2）明阳利用丙图所示装置进行实验时发现，闭合开关前，导体ab静止不动，闭合开关后，导体ab运动。只将磁体磁极对调后，再次闭合开关，发现导体ab运动方向 　　 （选填“改变”或“保持不变”），说明导体ab所受力的方向与 　 　 有关；保持磁体不动，可以通过改变 　 　 的方向来改变导体ab受力的方向。
【答案】（1）磁场；（2）改变；磁场方向；电流
【解答】解：（1）从图甲、乙中可看出，导线通电时，小磁针会偏转，这说明通电导体的周围存在着磁场。
（2）将一根导体置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动；将磁体磁极对调后，说明改变了磁场的方向，电流方向不变，导体ab运动方向会改变，这说明通电导体在磁场受力的方向与磁场方向有关；保持磁体不动，可以通过改变电流的方向来改变导体ab受力的方向。
故答案为：（1）磁场；（2）改变；磁场方向；电流。
6．观察如图实验现象，得出结论：
（1）比较甲、乙两图可知：　 　 ；比较甲、丙两图可知：　 　 。
（2）如图丁，闭合开关后，A端为通电螺线管的　　 （选填“N”或“S”）极，向左移动滑动变阻器的滑片，通电螺线管的磁性将变　　 （选填“强”或“弱”）。
（3）如图戊所示，闭合开关，金属杆向左运动，若让金属杆向右运动，可行的方法是　 　 。（填一种方法即可）
【答案】（1）通电导线周围存在着磁场；磁场的方向与电流的方向有关；（2）N；强；（3）改变电流方向。
【解答】解：（1）比较甲、乙两图可知：将一根直导线放在静止的小磁针上方，通电后小磁针发生偏转；不通电时小磁针不偏转，这表明通电导线周围存在着磁场；比较甲、丙两图可知：电流方向改变，磁场的方向也会改变。
（2）伸出右手，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的A端为N极，B端为S极。
当滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变小，电流变大，通电螺线管的磁性将增强。
（3）通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，要使导体ab向右运动，可以将磁铁的N、S极对调，也可以改变通过导体电流的方向。
故答案为：（1）通电导线周围存在着磁场；磁场的方向与电流的方向有关；（2）N；强；（3）改变电流方向。
7．关于电与磁，下列说法正确的是（　　）
A．电风扇是利用电磁感应原理制成的
B．电磁继电器的工作原理和电动机相同
C．电磁铁可以吸引各种金属
D．磁场是真实存在的，磁感线是不存在的
【答案】D
【解答】解：A.电风扇是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，故A错误；
B.电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，与电动机的原理不同，故B错误；
C.电磁铁不可以吸引各种金属，可以吸引铁、钴、镍，故C错误；
D.磁场是真实存在的，磁感线是不存在的，故D正确；
故选：D。
8．电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图。将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是（　　）
A．通电线圈在磁场中受到了力的作用
B．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
C．与发电机工作原理相同
D．电流表工作过程中，机械能转化为电能
【答案】A
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，电流表工作过程中，电能转化为机械能，与发电机工作原理不相同，发电机的工作原理是电磁感应。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
9．2025年春节联欢晚会上，杭州宇树科技的H1人形机器人在舞蹈《秧BOT》中亮相，在舞台上扭起了秧歌，它们身着秧歌服、手持红手帕登上舞台，灵活的机械臂挥舞手帕，精准流畅的动作引发全网热议。谈到H1在技术层面有哪些亮眼的优势时。王兴兴表示，H1是首款能原地后翻出空翻的电驱动人形机器人。以下表示电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解答】解：
A．该装置是奥斯特实验，证明了通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，不是电动机的工作原理，故A不符合题意；
B．此装置中没有电源，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故B不符合题意；
C．该装置是交流发电机的原理图，利用的是电磁感应原理，故C不符合题意；
D．图中有电源，通电导体在磁场中会受到力的作用而运动，是电动机的工作原理，故D符合题意；
故选：D。
10．小明观察了厨房的一些设备和现象，下列说法正确的是（　　）
A．吸油烟机的风扇和照明灯泡是串联的
B．破壁机工作时，电动机将机械能转化为电能
C．汤沸腾后锅盖被顶起过程中的能量转化与汽油机的做功冲程相同
D．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高
【答案】C
【解答】解：A、吸油烟机的风扇和照明灯泡工作时，互不影响是并联的，故A错误；
B、破壁机工作时，电动机将电能转化为机械能，故B错误；
C、汤沸腾后锅盖被顶起过程中的能量转化与汽油机的做功冲程相同，故C正确；
D、刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头温度很高，故D错误。
故选：C。
11．我国新能源汽车产销量自2015年以来连续九年世界第一，2023年汽车出口量超越日本成为全球第一。如图，与电动汽车电动机工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解答】解：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。
A、动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的，与电动机的原理不相同，故A错误；
B、图为条形磁体磁感线分布图，说明磁体外部磁感线从N极指向S极，故B错误；
C、图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C错误；
D、锥形音响是利用通电导体在磁场中受力运动工作的，与电动机的原理相同，故D正确。
故选：D。
12．电动机可以带动水泵抽水。下图能反映出电动机工作原理的装置是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，或者说通电线圈在磁场中受力转动；
A、该实验是探究通电螺线管周围的磁场的，故A不符合题意；
B、该实验是研究通电螺线管的磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C、该选项中存在电源，即闭合开关后，处于磁场中的线圈会受力转动，是电动机的原理，故C符合题意；
D、该装置中的金属棒在磁场中运动时，电流表会发生偏转，即能产生电流，是发电机的原理实验，故D不符合题意。
故选：C。
13．如图所示是探究“让通电导线在磁场中动起来”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．通电导体在磁场中运动时，机械能转化为电能
B．利用图中实验原理可以制作电动机
C．蹄形磁铁磁性越强，实验现象越明显
D．同时改变磁场方向及电源正、负极，导体的运动方向不会改变
【答案】BCD
【解答】解：AB、由图可知，图中有电源，是探究“通电导线在磁场中受到力的作用”，利用图中实验原理可以制作电动机，通电导体在磁场中运动时，电能转化为机械能，故A错误、B正确；
C、通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关，蹄形磁铁磁性越强，通电导体受力越大，实验现象越明显，故C正确；
D、通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，同时改变磁场方向及电源正、负极，导体的运动方向不变，故D正确。
故选：BCD。
14．如图所示，关于电与磁的知识，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中靠近的两个磁极都是S极
B．乙图装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为内能
C．丙图中，闭合开关，小磁针N极向右偏转
D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
【答案】C
【解答】解：A．由图甲可知，磁感线从左侧磁极出来，回到右侧磁极，说明左侧磁极为N极，右侧磁极为S极，故A错误；
B．乙图说明磁场对通电导体有力的作用，利用此原理制成了电动机，它是将电能转化为机械能，故B错误；
C．丙图中，由安培定则可知，通电螺线管的左侧为S极，由于异名磁极相互吸引，小磁针的N极向右偏转，故C正确；
D．丁图中线圈在磁场中转动，切割磁感线，线圈中就会产生感应电流，属于电磁感应，利用此原理制成了发电机，故D错误。
故选：C。
15．下列关于能量的说法，正确的是（　　）
A．各种各样的电源都是将其他形式的能转化为电能
B．电动机工作时，将电能全部转化为内能
C．在热传递过程中，热量从内能大的物体转移到内能小的物体上，说明内能可以转移
D．燃料在燃烧的过程中将内能转化为化学能
【答案】A
【解答】解：A、电源是将其他形式的能转化为电能的装置，故A正确；
B、电动机工作时，主要将电能转化为机械能，由于电流通过导体会发热，会有部分电能转化为内能，故B错误；
C、在热传递过程中，热量从高温物体转移到低温物体上，说明内能可以转移，故C错误；
D、燃料在燃烧的过程中将化学能转化为内能，故D错误。
故选：A。
16．下列关于电与磁的说法中正确的是（　　）
A．用毛皮摩擦过的橡胶棒因失去电子而带负电
B．开关与电灯的位置可以互换
C．只对调磁极，线圈转动方向不会发生改变
D．当水位上升到金属块A时，红灯亮、绿灯不亮
【答案】D
【解答】解：A．毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到多余的电子而带负电，故A错误；
B．家庭电路中，开关应接在电灯与火线之间，若开关与电灯的位置互换后，开关接在零线与电灯之间，断开开关，不能断开电灯与火线的连接，故B错误；
C．只对调磁极，改变了磁场方向，电流方向保持不变，则线圈受力方向发生改变，线圈转动方向发生改变，故C错误；
D．图示中，水位上升到金属块A时，电磁继电器的控制电路接通，电磁铁中有电流通过，产生磁性，将衔铁吸下，接通工作电路的红灯，绿灯断开，所以红灯亮，绿灯不亮，故D正确。
故选：D。
17．小明同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个力敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（　　）
A．当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为N级
B．当有人乘坐电梯时，力敏电阻所受压力增大，图中电磁铁的磁性将减弱
C．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
D．可以改变控制电路的电源方向来改变工作电路电动机转动方向
【答案】C
【解答】解：A、图中不知电流方向，无法判断电磁铁的极性，故A错误。
B、站上电梯的人越多，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B错误；
C、当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢，故C正确；
D、一个电梯运动的方向是不变的，所以不能改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向，故D错误。
故选：C。
18．如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（　　）
A．铁钉和磁铁转动时，电能转化为机械能
B．铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
C．电路中电流较大，不能长时间进行实验
D．若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
【答案】ABC
【解答】解：A、铁钉和磁铁转动，是因为通电导体在磁场中受到力的作用，此过程是电能转化为机械能，故A正确；
B、已知铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上，导线一端接在电池负极，另一端接在磁铁上，所以铁钉中电流的方向是从尖端指向底部，故B正确；
C、题目中提到整个实验电路电阻较小，根据欧姆定律（U为电源电压，R为电路电阻），在电压一定时，电阻小则电流大；电流过大长时间会损坏电源等，所以不能长时间进行实验，故C正确；
D、若将磁铁的上下磁极调换，磁场方向改变，那么铁钉和磁铁受到力的方向改变，转动方向也会改变，不会仍沿图示方向转动，故D错误。
故选：ABC。20.4 电动机
题型1 探究磁场对通电导线的作用 题型2 通电导线在磁场中受到力的作用
题型3 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 题型4 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
题型5 磁场对通电线框的作用 题型6 通电导线在磁场中的受力情况
题型7 电动机工作原理 题型8 电动机的能量转化
题型9 电动机的基本构造 题型10 换向器的构造及作用
题型11 电动机转向与速度的调节 题型12 直流电动机的应用
题型13 左手定则 题型14 扬声器
题型1 探究磁场对通电导线的作用
解｜题｜知｜识 实验器材：马蹄磁铁，导线，导轨，电源，开关 实验步骤：（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，会发现导线会运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用； （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，观察这时导线的运动方向； （3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，观察这时导线的运动方向； （4）同时改变电流的方向与磁场的方向，观察这时导线的运动方向；由此实验可以验证通电导线在磁场中受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系． 实验结论：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向，通电导线受力的方向不变。
【典例1】设计如图所示的实验，主要是为了探究下列哪个物理原理（　　）
A．发电机 B．电动机
C．通电螺线管 D．电磁继电器
【变式1】在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小亮设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
（1）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 　 　 有力的作用；
（2）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 　 　 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；
（3）小亮通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与 　
　 有关；
（4）试验时小亮应该选 　　 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。
【变式2】在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。
（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒 　　 （ρ铜＞ρ铁＞ρ铝）；
A．铁棒
B．铜棒
C．铝棒
（2）选好直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线BF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，　 　 （选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的；
（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与 　 　 有关；
（4）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向 　　 （选填“上”或“下”）；
（5）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装 　 　 ，自动改变线圈中的电流方向。
题型2 通电导线在磁场中受到力的作用
解｜题｜知｜识 通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向，通电导线受力的方向不变。
【典例1】我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰，采用了先进的电磁弹射技术，只要保证有足够的电流输入，便能在发射装置内产生足够大的推力，使舰载机达到更高的速度。下列实验中能反映其工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【变式1】如图为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【变式2】如图所示为公交车上自动爆玻器，危急时刻下，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）
A．电动机 B．发电机
C．电饭煲 D．动圈式话筒
题型3 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素
解｜题｜知｜识 通电导体在磁场中要受力而运动，通电导体在磁场中所受磁场力的大小与通过导体的电流大小和磁场的强弱有关，通过导体的电流越大，磁场越强，导体受到的磁场力就越大。
【典例1】如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是（　　）
A．该电流表是利用电磁感应原理工作的
B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
题型4 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
解｜题｜知｜识 通电导体在磁场中要受到力的作用，其方向与电流方向和磁场方向有关，当改变其中一个方向时，导体受力作用方向将改变，若两个方向都改变时，导体的受力方向将不改变。
【典例1】有人做了如图所示的实验：向环形塑料凹槽内注满水银，然后通过接线柱将凹槽内的水银接入电路，再在圆环中央放置一块圆柱形磁铁。闭合开关，凹槽内的水银会逆时针流动起来，则下列说法中不正确的是（　　）
A．水银流动的原理是磁场对通电导体有力的作用
B．若只对调电源正负极，水银将顺时针流动
C．该过程中将机械能转化为电能
D．若将串联的蓄电池再增加一节，水银的流动速度将变快
【变式1】关于如图四幅图，说法正确的是（　　）
A．图甲：与头发摩擦过的梳子能吸引碎纸屑，说明摩擦后梳子带了电
B．图乙：只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变
C．图丙：通电螺线管周围铁屑如图，说明磁场只存在于这个玻璃板面上
D．图丁：闭合开关，通电螺线管外部的磁感线方向由B指向A
【变式2】如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明同时对调电源的正负极和磁铁的南北极；则该操作后水银的流动情况是 　 　 （选填“顺时针流动”或“逆时针流动”）。
题型5 磁场对通电线框的作用
解｜题｜知｜识 把线框放在磁场中，接通电源，让电流通过线框，会观察到通电线框在磁场中发生转动，但通电线框在磁场里只是转过一个角度，不能持续转动
【典例1】在研究“磁场对通电导体（电流）有力的作用”实验中。
（1）利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入　　 （填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成　　 （填“发电机”或“电动机”）。
（2）如图乙、丙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的（也称匀强磁场）。
①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向　　 （填“上”或“下”）。
②图丙中的线圈可以持续转动，是因为在外部加装了换向器，该装置能使线圈平面处于　
　 （填“平行”或“垂直”）磁感线位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【变式1】利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
（1）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”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力 　 　 （选填“是”或“不是”）一对平衡力；
（3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。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
【变式2】利用图甲所示的装置在研究“磁场对通电导体的作用”实验中：
（1）应在从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”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后ab段和cd段受到的两个力，这两个力 　 　 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装 　 　 ，自动改变线圈中的电流方向。
题型6 通电导线在磁场中的受力情况
解｜题｜知｜识 安培力的方向可以通过左手定则来判断。伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
【典例1】如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　）
A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强
B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象
C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力
D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力
【变式1】如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（　　）
A．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1
题型7 电动机工作原理
解｜题｜知｜识 电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。
【典例1】在2026年央视“五四”晚会的“技能报国”环节，90后工程师教授机器人焊接航母零件。机器人核心动力来自于伺服电机，它是一种高精度的小型电动机。下列选项中与伺服电机工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【变式1】2024年春晚节目中，杭州宇树机器人扭秧歌舞蹈大放异彩，其动力核心部件是直流电机，直流电机用作直流电动机使用时，将电能转换成机械能。下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【变式2】有轨电车的动力心脏就是直流电动机，其工作原理与图中的哪个相同（　　）
A．
B．
C．
D．
题型8 电动机的能量转化
解｜题｜知｜识 电动机是将电能转化为机械能的装置。
【典例1】在物流分拣中心，智能分拣机器人的投入使用，极大地提高了分拣效率，充电5分钟工作4小时，实现24小时不间断分拣，如图所示。机器人的动力装置为电动机，其工作原理是（　　）
A．磁场对电流的作用，将机械能转化为电能
B．磁场对电流的作用，将电能转化为机械能
C．电磁感应原理，将机械能转化为电能
D．电磁感应原理，将电能转化为机械能
【变式1】如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中靠近的两个磁极都是S极
B．乙图装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为内能
C．丙图中当水位升高到B时，红灯会发光报警
D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受力
【变式2】高铁、移动支付、共享单车、网购作为中国的“新四大发明”，已走进寻常百姓的生活，以下说法正确的是（　　）
A．铁路的钢轨铺设在枕木上，是为了增大受力面积，减小钢轨受到的压强
B．高铁采用牵引电机作为动力，牵引电机的工作是将电能转化成机械能
C．共享单车坐垫的形状能增大与骑行者臀部的接触面积，从而增大与臀部的摩擦
D．用手机扫码支付时，二维码应在手机镜头二倍焦距以外
题型9 电动机的基本构造
解｜题｜知｜识 电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫作定子。
【典例1】如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力　 　 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于　 　 不会静止。
题型10 换向器的构造及作用
解｜题｜知｜识 1．有关化学式的计算或其逆运算，一定要按照相应的公式，进行准确地计算．用到的相对原子质量一定要用试卷上给出的数值来计算．还有，其中的原子个数一般是相应元素符号的右下角的数字（没有数字时，默认为是1）；但是，如果某元素在同一化学式中出现多次，那么该元素的原子个数应该是该元素符号右下角的数字之和；如果某元素符号被括号括起来了，那么该元素的原子个数应该是该元素符号右下角的数字与括号的右下角的数字的乘积．
2．有关化学式的推断，要先看是哪一种题型，然后，再按照相应的方法，细心地进行推断．
题型11 电动机转向与速度的调节
解｜题｜知｜识 （1）电动机的转动方向：电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定；改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调极）. （2）电动机转速：电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关，即线圈匝数越多，电流越大，磁场越强，转速越快；提髙电动机转速的方法：增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。
【典例1】如图所示为某同学自制的简易电动机，要想改变线圈转动的方向，应采取的操作方法是（　　）
A．换用强磁体进行实验
B．升高电源的电压
C．只改变电源正负极方向
D．只增加线圈的匝数
【变式1】某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图所示，则在甲、乙、丙、丁四幅图中，闭合开关，线圈转动方向相同的是（　　）
A．甲和乙 B．甲和丙 C．乙和丙 D．丙和丁
【变式2】“绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源汽车，图甲是电动车充电的场景。图乙是某电动汽车前进和倒车工作原理简单示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速（调速是通过电子调速器改变流过电动机的电流大小来实现，图中R1相当于电子调速器），向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。结合情境中的文字和图象信息判断，下列说法正确的是（　　）
A．给电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源
B．电动机和电子调速器的连接方式是并联
C．开关S1和S2同时接1可实现汽车倒车
D．汽车前进和倒车是通过开关改变电动机线圈中的电流方向实现
题型12 直流电动机的应用
解｜题｜知｜识 家庭生活中的电风扇、冰箱、洗衣机、电动自行车以及一些电动玩具中都应用到了电动机；在工农业生产中，机床、水泵需要电动机带动，电力机车、电梯需要电动机牵引。
【典例1】在跨学科实践活动中，学习小组用绝缘胶带将支架固定在电池两端，磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去半周后，放在支架上，做成一台直流电动机模型，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电动机工作的原理是电磁感应
B．线圈转动过程中，机械能转化为电能
C．线圈两端绝缘漆全部刮去后，线圈仍能连续转动
D．交换磁体N、S极线圈反向转动
【变式1】如图是小明按物理课本“迷你实验室”提供的方法制作的作品，下列分析正确的是（　　）
A．被同一毛巾摩擦后的两个气球因带同种电荷而相互排斥
B．铅笔芯变阻器是通过改变导体的横截面积来改变电阻的
C．西红柿电池使耳机发声的工作过程中电能转化为化学能
D．制作电动机时把线圈两端线头的漆皮全部刮掉效果更好
【变式2】如图，2024常熟市实验创新大赛上的一件作品：用漆包线和磁体制作的一台“电动机”，制作时用刀片将线圈两端不同位置的绝缘漆按图示一半或全部刮掉并作为转动轴，实验时左端支架在A或B位置选择一个，将支架与干电池相连，发现接　　 （AC/BC）时线圈能持续转动，这种让线圈持续转动的思路与电动机中换向器的思路是　　 （相同/不同）的。
题型13 左手定则
解｜题｜知｜识 把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向．
【典例1】按照下列要求，作图。
（1）如图甲，开关S闭合后，根据通电导体ab的电流方向、受到磁场力F的方向，在图中标出磁铁的N极和S极。
（2）如图乙，画出作用在杠杆OA上的拉力F的力臂L1。
（3）如图丙，小球A用钢管固定在小车的支架上，小车向左做匀速直线运动，不计空气阻力，画出小球A受力的示意图。
（4）光线通过图丁中虚线框中的透镜，传播方向发生了改变，请在虚线框中填上合适的透镜。
题型14 扬声器
解｜题｜知｜识 （1）扬声器和耳机构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆． （2）原理：通电导体在磁场中受力． （3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音．
【典例1】教室墙上的扬声器播放完“考试开始”的答题信号后，同学们开始答题。图中与扬声器的工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【变式1】如图是某款AI（人工智能）音箱可以识别主人说出的“指令”，进而控制家庭物联网中的电器设备设施。请解答下题。
（1）AI音箱能识别“指令”，说明声音可以传递　 　 ，调节音量旋钮，可以改变AI音箱发出声音的　 　 。
（2）而当别人说出同样的“指令”时，却无法调控相关设施，该功能主要依据声音的　 　 ；主人发出的“指令”通过　 　 波传播给音箱。
（3）音箱中的扬声器工作原理是磁场对通电导体有　 　 的作用。扬声器工作时是电能转化为　 　 能。
【变式2】同种电荷间相互　 　 ；异名磁极间相互　 　 ；扬声器是把　 　 转换成声信号的一种装置。
【变式3】元旦联欢会上小梅演奏葫芦丝（图甲）时，手指按住不同的孔，发声空气柱的长度不同，振动的频率不同，发出声音的　 　 就不同；音箱中的动圈式扬声器（图乙）与　 　 （选填“电风扇”或“动圈式话筒”）的原理相同。
1．2024年5月1日，我国自行研制的第三艘航空母舰“福建舰”首次海试。它所搭载的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生强大的推力而使舰载机快速起飞。如图所示的实验原理与此原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．2024年5月1日8时许，我国第三艘航空母舰福建舰从江南造船厂解缆起航，赴相关海域开展首次航行试验。福建舰采用了最先进的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．2025年3月，我国福建号航母成功进行舰载机电磁弹射试验。如图所示是航母舰载机起飞电磁弹射器，它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，舰载机受到强大的推力而快速起飞。下列各项中与电磁弹射器工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与 　 　 （选填“发电机”或“电动机”）相同；电流表使用时需要远离强磁体。是因为磁体周围存在 　 　 ，会影响电流表示数。
5．（1）明阳用电池、小磁针和导线等器材做了如图所示实验，观察到当导线通电时，小磁针偏转方向发生改变，如图乙，说明通电导体周围存在 　 　 。
（2）明阳利用丙图所示装置进行实验时发现，闭合开关前，导体ab静止不动，闭合开关后，导体ab运动。只将磁体磁极对调后，再次闭合开关，发现导体ab运动方向 　　 （选填“改变”或“保持不变”），说明导体ab所受力的方向与 　 　 有关；保持磁体不动，可以通过改变 　 　 的方向来改变导体ab受力的方向。
6．观察如图实验现象，得出结论：
（1）比较甲、乙两图可知：　 　 ；比较甲、丙两图可知：　 　 。
（2）如图丁，闭合开关后，A端为通电螺线管的　　 （选填“N”或“S”）极，向左移动滑动变阻器的滑片，通电螺线管的磁性将变　　 （选填“强”或“弱”）。
（3）如图戊所示，闭合开关，金属杆向左运动，若让金属杆向右运动，可行的方法是　 　 。（填一种方法即可）
7．关于电与磁，下列说法正确的是（　　）
A．电风扇是利用电磁感应原理制成的
B．电磁继电器的工作原理和电动机相同
C．电磁铁可以吸引各种金属
D．磁场是真实存在的，磁感线是不存在的
8．电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图。将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是（　　）
A．通电线圈在磁场中受到了力的作用
B．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
C．与发电机工作原理相同
D．电流表工作过程中，机械能转化为电能
9．2025年春节联欢晚会上，杭州宇树科技的H1人形机器人在舞蹈《秧BOT》中亮相，在舞台上扭起了秧歌，它们身着秧歌服、手持红手帕登上舞台，灵活的机械臂挥舞手帕，精准流畅的动作引发全网热议。谈到H1在技术层面有哪些亮眼的优势时。王兴兴表示，H1是首款能原地后翻出空翻的电驱动人形机器人。以下表示电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
10．小明观察了厨房的一些设备和现象，下列说法正确的是（　　）
A．吸油烟机的风扇和照明灯泡是串联的
B．破壁机工作时，电动机将机械能转化为电能
C．汤沸腾后锅盖被顶起过程中的能量转化与汽油机的做功冲程相同
D．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高
11．我国新能源汽车产销量自2015年以来连续九年世界第一，2023年汽车出口量超越日本成为全球第一。如图，与电动汽车电动机工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
12．电动机可以带动水泵抽水。下图能反映出电动机工作原理的装置是（　　）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示是探究“让通电导线在磁场中动起来”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．通电导体在磁场中运动时，机械能转化为电能
B．利用图中实验原理可以制作电动机
C．蹄形磁铁磁性越强，实验现象越明显
D．同时改变磁场方向及电源正、负极，导体的运动方向不会改变
14．如图所示，关于电与磁的知识，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中靠近的两个磁极都是S极
B．乙图装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为内能
C．丙图中，闭合开关，小磁针N极向右偏转
D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
15．下列关于能量的说法，正确的是（　　）
A．各种各样的电源都是将其他形式的能转化为电能
B．电动机工作时，将电能全部转化为内能
C．在热传递过程中，热量从内能大的物体转移到内能小的物体上，说明内能可以转移
D．燃料在燃烧的过程中将内能转化为化学能
16．下列关于电与磁的说法中正确的是（　　）
A．用毛皮摩擦过的橡胶棒因失去电子而带负电
B．开关与电灯的位置可以互换
C．只对调磁极，线圈转动方向不会发生改变
D．当水位上升到金属块A时，红灯亮、绿灯不亮
17．小明同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个力敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（　　）
A．当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为N级
B．当有人乘坐电梯时，力敏电阻所受压力增大，图中电磁铁的磁性将减弱
C．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
D．可以改变控制电路的电源方向来改变工作电路电动机转动方向
18．如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（　　）
A．铁钉和磁铁转动时，电能转化为机械能
B．铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
C．电路中电流较大，不能长时间进行实验
D．若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动

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