2022-2023学年浙江八年级下学期科学同步讲义第4节 电动机(教师版)

第4节电动机

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课程标准课标解读

1.知道磁场对通电导体有力的作用，其作用力方向与解读1:知道通电导体在磁场中受到力的作

电流方向和磁场方向有关。用，能判断受力的方向与电流方向的关系及变

2.知道矩形线圈在磁场中的转动情况，知道线圈的平化，常见题型有选择题和填空题，难度较小。

衡位置及静止原因。解读2:能掌握电动机的工作原理，知道工作

3.了解直流电动机的构造和工作原理，知道换向器的过程中能量的转化,常见题型有选择题和填空

结构与作用，并理解电动机工作时的能量转化情况。题，难度适中。

趣知识精讲

*

量,知识点01磁场对通电导体的作用

(-)磁场对通电直导线的作用

实验探究:如图所示，把导线AB放在磁场中光滑的金属导轨上，接通电源，让电流通过导线AB,则导线AB

在磁场中运动起来，说明磁场对通电导线有力的作用。

(1)只把电源正、负极对调后接人电路，从而改变导

线AB中的电流方向，则导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向发生改变。

(2)只把磁极对调一下，改变磁场方向，导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向也发生改变。

(3)如果把电源正、负极对调后接入电路，同时对调一下磁极，即同时改变导线AB中的电流方向和磁场方

向，导线AB的运动方向不变，即导线AB受力的方向不变。结论:①通电导线在磁场中受到力的作用。②受

力方向与电流方向和磁场方向有关。

只改变电流方向或磁场方向，导线的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不变。

③受力大小与电流大小和磁场强弱有关：电流越大，磁场越强，受力越大。

(-)磁场对通电线圈的作用(1)通电线圈在磁场中的运动情况

通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈发生转动。通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。

甲线圈受到的力乙线圈由于惯丙线圈受到的

使它顺时针转动性会越过平衡位置力使它逆时针转动如图所示，使

线圈位于磁体两磁极之间的磁场中。

①使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是由于线圈上、下两边受力大小相等、

方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的壬衡位置。

②使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，能靠惯性转过平衡位置,但不能

继续转动下去，最后要返回平衡位置。

③使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动，说明线圈在这个位置所受的作用力是

阻碍它沿顺时针方向转动的。

(3)通电线圈在磁场里受到力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。电动机就是根据通电线圈在磁场中

受力而发生转动的原理制成的。

【能力拓展】①通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反时(即两者方向平行时)，导体不受磁力的作

用；当两者方向相互垂直时，导体受到的磁力最大。

②磁体周围存在磁场，通电导体周围也存在磁场，把一个磁体靠近一根通电导线时，磁体会受到通电导线

力的作用，而力的作用是相互的，所以通电导线也受到力的作用，这种相互作用是通过磁场发生的。所以,

磁场对电流产生力的作用，实际上也是磁体之间通过磁场而发生的相互作用。

③通电导线在磁场中所受力的大小与磁场强弱、电流的大小有关，电流越大，磁场越强，通电导线受到的

作用力就越大。

④判断通电导线的受力方向的方法:左手定则。如图所示，伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且

都跟手掌在一个平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，

那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。

①通电线圈在磁场中因受力的作用而发生转动，如果线圈由于惯性刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的

电流方向，那么由于受力方向改变，线圈就能按原方向继续转动下去。

②通电线圈转到平衡位置时，不立即停下来，而是在此位置附近摆动几下才停下来，这是因为通电线圈转到

平衡位置时具有一定的速度，由于惯性它会继续转动，但由于此时受到磁力及摩擦力等力的作用效果使线

圈反方向转动，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。

点拔

电源正、负极对调改变电流方向，磁体N、S极对调改变磁场方向。

【即学即练1］（2021八下•杭州期末）小明喜欢在课后自己做做探究实验。如图装置中，把导线AB放在

磁场中，当合上开关使导线通电时，看到的现象,这是因为

通电导线AB在磁场中受到的作用。进一步实验发现：当改变时，导线

AB的运动方向也发生改变。

【答案】导线AB运动起来（向左运动/向右运动）；力；电流

方向/磁场方向【解析】（1）小明喜欢在课后自己做做探究实验。如图装置中，把导线AB放在磁场中，当

合上开关使导线通电时，看到的现象导线AB运动起来（向左运动/向右运动），这是因为通电导线AB在

磁场中受到力的作用。

（2）进一步实验发现；当电流方向/磁场方向改变时，导线AB的运动方向也发生改变。

【即学即练2】（2021八下•吴兴期末）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照如图组装

实验器材。（1）小明先探究磁场对通电导线作用力的方向与什么因素

有关。小明接通电源，看到直导线向左运动，若改变电源正负极并将磁体的两极对调，接通电源后，将观

察到直导线向（选填“左”或“右”）运动。

（2）观察“磁场对通电直导线的作用”活动后，小明又接着探究磁场对通电导线作用力的大小与什么因素

有关。他的猜想如下：

猜想1：磁场对电流作用力的大小与直导线的长度有关；

猜想2：磁场对电流作用力的大小与磁场的强弱有关；

猜想3：磁场对电流作用力的大小与导线中的电流大小有关。

小明决定对猜想3进行探究。他在图中器材的基础上，可以添加一个。

（3）本实验运用的研究方法主要是。

【答案】（1）左（2）滑动变阻器（3）控制变量法

【解析】（1）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关；

（2）根据控制变量法的要求分析即可；

（3）在探究一个因素对物理量的影响时，保证其他因素相同，这就是控制变量法。

【解答】（1）若改变电源正负极并将磁体的两极对调，则通过导线的电流方向与原来相反，那么导线受力

的方向与原来相反，因此将观察到直导线向左运动。

（2）探究猜想3时，即探究磁场对电流作用力的大小与电流大小的关系时，必须改变通过导线的电流，即

改变电路的电阻，因此可以添加一个滑动变阻器。

（3）本实验运用的研究方法主要是控制变量法。

薨'知识点02直流电动机

（-）直流电动机的工作原理

直流电动机靠直流电源供电，是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理制成的，是把电能转化

为机械能的装置。

（二）直流电动机的构造

如图所示，直流电动机主要由磁体（定子）、线圈（转子）、换向器和电刷等构成。

(1)结构：由两个相互绝缘的铜质半环构成，两个铜质半环与线圈相连，并随线圈一起转动，跟电刷接触与

电源组成闭合电路。

(2)作用：当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动。

(四)影响直流电动机转动方向和速度的因素重点

⑴转动方向与电流方向和磁场方向有关：只改变电流方向或磁场方向，转动方向改变；电流方向和磁场方

向同时改变，则转动方向不变。

(2)转速大小与电流大小和磁场强弱有关：电流越大，磁场越强，转速越快。

(五)直流电动机模型装好通电后电动机不转动的主要原因

(1)电流不通:①电刷与铜制半环接触不良；②开关处接触不良或开关没闭合；③电源处接触不良。

⑵摩擦太大：①轴与轴之间摩擦太大；②电刷和换向器接触太紧。

⑶电流太小:①电源电压太低；②使用的滑动变阻器的阻值太大。

(4)仪器装配位置不正确:线圈处于平衡位置，只要将线圈轻轻转动一下就可以。

【即学即练3](2021八下•西湖期中)如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是()

A.电动机通电后不转，一定是电路断路

B.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的

C.将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大

D.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向

【答案】D

【解析】A.电动机通电后不转，可能电路断路，也可能是线圈处于平衡位置，也可能是阻力太大，电磁力

太小，故A错误：

B.线圈连续转动是靠换向器来实现的，故B错误：

C.将磁体的磁极对调一下，只会改变线圈的受力方向，而不会改变线圈受力的大小，则电动机的转速不变,

故c错误;

D.线圈的受力方向与磁场方向和电流方向有关，因此改变磁场方向可以改变线圈转动的方向，故D正确。

【即学即练4】（2021八下•滨江期中）图甲是直流电动机模型，图乙是自制简易电动机模型。下面是图

乙中简易电动机的制作与操作问题：

有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（一端全

部刮去，一端刮去半周）。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够o

（2）如图，当8接a,S?接c时，电动机顺时针方向转动

①当&接b,S2接c时;电动机。

②当与接b,Sz接d时，电动机。

（以上两空均选填“不会转动”“顺时针方向转动”“逆时针方向转动”）

【答案】（1）持续转动

（2）不会转动；逆时针方向转动

【解析】（1）如果将引出线的两个线头上的漆皮全部刮去，那么当线圈转过180。后，由于通过线圈的电

流方向与原来相反，线圈受到的电磁力相反，于是线圈不能继续转动，而是在此位置附近振动直到静止下

来。将其中一个刮去一半漆皮，则可以在上面描述的位置切断电流，使线圈由于惯性继续旋转，然后回到

原来位置继续受力转动。（2）①②电动机线圈的旋转方向与电流方向有关，即电流方向改变，那么线圈旋

转方向改变。

【解答】（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆

处理，刮漆方法见放大图（一端全部刮去，一端刮去半周）。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够持续转

动。

（2）①当&接b,&接c时，电动机被短路，此时电动机不会转动。

②当与接b,$2接d时，此时电源的正负极调换，电流方向改变，则电动机转动方向相反，即逆时针方向转

动。

Q能力拓展

通电线圈在磁场中受力转动.

通电导体在磁场中受力运动。运动

方向与电流方向、磁场方向有关电动机原理-

乙图中统圉受力转动,转到甲图所示位置，

运动方向判断（左手定由于二力平衡，不能继续转动.所以当线国

律）如图荏感线穿过手平面与磁感线垂直的位叠为平衡位置。线国

心，四振方向为电流方要持续苦动就需要在平衡位香时改变电流方

向，大拇指方向国受力电动机回向，安装换向器

运动的方向

换向器：为

了在平衡位

平衡位置时，不会转动;阻力较

置继续转

大、电流太小等也可能导致转子电动机故障判断

电动机构造动，就需要

无法转动

在平衡位置

改变电流方

向。

转子、定子'换向器

考法01通电导体在磁场中一定会受到力的作用吗?

磁场不仅对磁体有力的作用，对电流也有力的作用。这是因为电流会在周围激发一个新的磁场，这个磁场

也能对别的磁体产生力的作用，又因为力的作用是相互的，这个力的反作用也就是“磁场对电流的作用”。

“磁场对电流的作用”是有条件的，当通电直导体跟磁场方向平行时，磁场对电流没有作用力。

【典例1】如图所示，甲、乙两图中的矩形线圈，给它们通电，则下列说法中正确的是（）

A.甲中线圈转动，乙中线圈不转动

B.乙中线圈转动，甲中线圈不转动

C.甲、乙中的线圈都会转动

D.甲、乙中的线圈都不会转动

【答案】A

【解析】左手定则：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指尖朝向电流方向，此时大拇指所指的方向

就是导体的受力方向，据此分析判断即可。

假设电流方向沿abed方向流入线圈。ab：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸内，此时大拇指指向

下面，则ab受到磁力向下。cd：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸外，此时大拇指指向上面，则

cd受到磁力向上。

甲图中的两个力促使线圈沿逆时针方向转动，而乙图中的两个力相互抵消，不能使线圈转动。

故A正确，而B、C、D错误。

M分层提分

题组A基础过关练

1.（2021八下•临海期末）直流电动机换向器的作用是（）

A.改变直流电源中的电流B.改变磁场的方向

C.改变线圈中的电流方向D.改变线圈的转动方向

【答案】C

【解析】直流电动机的换向器由两个铜半环组成，用于改变通过线圈的电流方向，从而使线圈始终受到一

个方向上的力而持续转动，故C正确，而A、B、D错误。

2.在安装直流电动机模型实验中，按实验要求连好电路，闭合开关后电动机不转动，其原因不可能是（）

A.电刷与换向器之间接触过松B.电刷与换向器之间接触过紧

C.线圈没有处于平衡状态D.变阻器接入电路的阻值过大

【答案】C【解析】A.电刷与换向器之间接触过松，会导致没有电流经过线圈，则没有受到磁力的作用，因

此电动机不动，故A不合题意；

B.电刷与换向器之间接触过紧，受到的阻力太大，从而导致线圈不能转动，故B不合题意；

C.线圈没有处于平衡状态时，它受到的作用力可以促使线圈不断转动，故C符合题意；

D.变阻器接入电路的阻值过大，会导致通过线圈的电流太小，导致电动机不动，故D不合题意。

3.（2021八下•丽水期末）关于如图所示的实验装置，表述错误的是（）

可研究电磁感应现象B.可演示电动机原理

C.可将电能转化为机械能D.可研究磁场对通电导体的作用

【答案】A

【解析】A.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力而运动起来，这是电动机的工作原理，不能探究电

磁感应现象，故A错误符合题意，B正确不合题意：

该实验可探究磁场对通电导体的作用，并演示电动机原理，故C、D正确不合题意。

4.（2021八下•柯桥期末）为倡导绿色出行，柯桥区不少乡镇举行过自行车骑行比赛，如图是某选手用的

自行车前轮的结构图，行驶中，磁铁靠近传感器时，磁场能使其中的带电粒子发生偏转（即相当于通电导体

在磁场中受力运动），产生一种信号，信号传入速度计能测出自行车行驶的速度和里程，下列能说明其原理

的是（）

【答案】D

【解析】根据“磁铁靠近传感器时，磁场能使其中的带电粒子发生偏转（即相当于通电导体在磁场中受力运

动），产生一种信号”可知，信号速度计的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，据此分析判断。

A.当导体中有电流经过时，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.导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，产生感应电流，故B不合题意；

C.线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，这是电磁感应，故C不合题意；

D.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，故D符合题意。

5.用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负

极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（）

方向与电流方向有关B.方向与磁感线方向有关

C.大小与电流大小有关D.大小与磁场强弱有关

【答案】A

【解析】ab向右运动，说明它受到的磁力向右；ab向左运动，说明它受到的磁力向左。电源的正负极对调,

则通过ab的电流方向发生改变，则这个事实可以说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，故A

正确，而B、C、D错误。

6.在一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，他惊讶地发现灯丝在晃动。

关于这种现象，下列说法正确的是（灯丝晃动是一种电流的磁现象

B.灯丝晃动时受力平衡

C.灯丝晃动是受到磁体的吸引作用

D.灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用

【答案】D

【解析】灯丝本身为金属导体，当其中有电流经过时，处在磁场中的它肯定会受到磁力的作用。因为通过

的交流电，即电流方向不断改变，所以灯丝受力的方向不断改变，因此灯丝在晃动，故D正确，而A、B、C

错误。

7.（2021八下•萧山月考）如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是（）

A.图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正好转到平衡位置

B.图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动

C.图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流

D.图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流

【答案】B

【解析】A.图中绘出的是宜流电动机的示意图，此时左边线圈受力向上，右边线圈受力向下，则线圈顺

时针转动，不处于平衡状态，故A错误；

B.图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动，故B正确；

CD.图中电动机的电源为直流电源，因此为直流电动机，故C、D错误。

8.（2021八下•西湖期中）如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面

内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现（）

A.线圈仅作平动，不转动

B.线圈仅作转动，不平动

C.从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁

D.从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁

【答案】C

【解析】先根据右手定则判断出线圈产生的磁场，然后再根据磁极间的相互作用分析线圈的转动情况。

右手握住线圈，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向纸面内部，则纸面内部为线圈的N极，纸面外部为

线圈的S极。因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁，故C正

确，而A、B、D错误。

题组B能力提升练

1.（2021八下•绍兴期中）小敏制作直流电动机模型，如图。回形针做成两个支架，分别于电池的两极相

连，漆包线绕制成线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮半轴漆皮。

（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端刮去半周，其作用相当于

直流电动机中的;（2）小敏安装好后发现电动机不转，可能的原因是（填序号）。

①接线柱接触不良②电池没电③磁体磁极互换

④线圈刚好在平衡位置⑤转子和定子间摩擦力太大

【答案】（1）换向器(2)①©④⑤

【解析】（1）在直流电动机中，为了保证线圈能够持续的朝一个方向转动，需要在线圈转动180。后改变

电流方向，这个装置就是换向器。

（2）电动机不转，可能是线圈受到的磁力太小，也可能是阻力太大，据此分析判断•

【解答】（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端刮去半周，其作用相当于直流电动机中的换

向器；

(2)①接线柱接触不良，没有电流经过线圈，自然电动机不转，故①正确；

②电池没电，也没有电流经过线圈，电动机也不转，故②正确；

③磁体磁极互换，只能改变线圈的转动方向，不会影响转与不转，故③错误；

④线圈刚好在平衡位置，此时线圈两条边受到的磁力相互抵消，相当于线圈不受力，自然不转，故④正确;

⑤转子和定子间摩擦力太大，线圈受到的磁力不足以克服阻力转动，故⑤正确。

则可能的原因是：①②④⑤。

2.如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：

(1)把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab,会发现导

线ab(填“运动”或“静止”)。(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，这时导线ab»

(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，这时导线ab将反向运动。由

此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟方向和方向都有关系。

(4)若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会(填“加快”或“减慢”)，这说明

导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟和有关。

【答案】(1)运动

(2)反向运动

(3)电流；磁场

(4)加快；电流的大小；磁场的强弱

【解析】(1)把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab,会发现导线ab运动。

(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，这时导线ab受到作用力的方

向相反，因此反向运动。

(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，这时导线ab将反向运动。由

此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟电流方向和磁场方向都有关系。

(4)若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会加快，这说明导体在磁场中受到力的作用，力

的大小跟电流的大小和磁场的强弱有关。

3.为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图)，他用回形针做

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，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下

线圈，线圈就会不停地转动起来。

金属支架

（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采

二^磁体

用的两项措施是»

（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是（填两点）。

（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是,

并在虚线框内画出实验电路图（电动机符号用M表示）。

【答案】（1）改变磁场的方向；改变电流的方向

（2）磁铁的磁性弱：线圈的匝数太少（或电流太小，任选两点回答即可）（3）滑动变阻器如图所示

【解析】（1）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素解答；

（2）电动机不转，可能线圈在磁场中受力太小，根据影响导体在磁场中受力大小的因素解答：

（3）电动机的转速与通过线圈的电流大小有关，据此设计电路。

【解答】（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的两项措施是：改变磁场的方向；改变电流的方向。

（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：磁铁的磁性弱；线圈的匝数太少（或电流太小）.

（3）要调节电动机的转速，就要改变通过电动机的电流大小，可以将一个滑动变阻器与电动机串联，如下

图所示：

4（2021八下•下城即去）小全田加1图田所示的盆皆.探针“磁场对涌由导位

的作用力”•小金将滑动变阻器的滑片移到合适位置，闭合开关，发现金属导体ab向左运动。

（1）为验证导体受力方向与

磁场方向是否有关，小金将导体ab放回图甲所示位置，断开开关后，小金应进行的操作

是,再闭合开关观察现象。预期应该观察到的现象是。（2）上述

现象都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）微型电扇通电工作时，它是电动机。如图乙所示，小金在微型电扇的插头处连接小灯泡，用手快速拨

动风扇叶片时，小灯泡发光。微型电扇能产生电流是利用了的原理。

【答案】（1）将磁铁N、S极互换；导体ab向左运动

（2）电动机（3）电磁感应

【解析】（1）当磁体的N、S极互换后，磁场方向与原来相反。如果导体的受力方向与磁场方向有关，那

么磁场方向改变后，导体受力的方向也会改变，即与原来相反，据此分析解答。

（2）根据电动机的工作原理判断；

（3）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，为发电

机的工作原理。

【解答】（1）为验证导体受力方向与磁场方向是否有关，小金将导体ab放回图甲所示位置，断开开关后,

小金应进行的操作是：将磁铁N、S极互换，再闭合开关，导体ab的受力方向与原来相反，则预期应该观

察到的现象是导体ab向右运动。

（2）上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的。

（3）微型电扇能产生电流是利用/电磁感应的原理。

5.（2020八下•温州期末）为研究通电导体在磁场中受力大小的影响因素，小明利用弹簧测力计、粗细和

材料相同的不同导体在同一磁场中进行相关实验，得到实验数据如表：

实验次数（米）导体长度通过导体的电流（安）导体受到磁场的作用力（牛）

10.10.22

20.20.24

30.20.48

（1）实验中除了弹簧测力计外，还需用到的测量仪器有

（2）本实验基于的猜想是_____________________________________________________________

（3）分析表中数据，若保持导体的材料、粗细与所处磁场不变，当导体长度为0.3米、通过的电流为0.3

安时，导体受到磁场的作用力为牛。

【答案】（1）刻度尺、电流表

（2）通电导体在磁场中受力的大小可能与导体长度、电流大小有关

（3）9

【解析】（1）分析表格中的数据，根据要测量的物理量选择合适的测量工具；

（2）除了导体受到的作用力外，表格中测量了哪些物理量，这个实验就基于这些因素进行猜想：

（3）分别将1和2,2和3进行比较，找到导体受到的作用力与导线长度，电流大小之间的定量关系，然

后再进行计算即可。

【解答】（1）根据表格可知，需要测量的物理量分别为导线长度、电流大小和作用力，因此除了测量力的

弹簧测力计外，还需要刻度尺和电流表；

（2）表格中出了导体受到的作用力外，还记录了导体的长度和电流的大小，因此本实验基于的猜想是：通

电导体在磁场中受力的大小可能与导体长度、电流大小有关。

（3）对比实验1和2可知，当电流相同时，长度增大：0.2+0.1=2倍时，导体受到的作用力增大到：4N

+2N=2倍，可见，导体受到的作用力与导线长度成正比；

对比实验1和3可知，当导线长度相同时，电流增大到：0.4+0.2=2倍时，导体受到的作用力增大到：8N

+4N=2倍，可见，导体受到的作用力与电流大小成正比；

与实验1对比，当导体长度为0.3m,电流为0.3A时，相当于长度增大到原来的3倍，电流增大到原来的

宴=15倍，因此导体受到的作用力为：2MX3X'=9M，

6.（2019八下•绍兴期中）如图所示为小玲和小辉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，蹄形磁体放在线圈周围。

n4

（1）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时（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（填一种方法）方向，改变线圈的转动方向；

（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，这时可进行的有效尝试是。

【答案】（1）切断线圈中的电流；利用惯性继续转动

（2）电流（或磁场）

（3）磁场太弱（或电流太小）；换用较强的磁场（或增加电池节数）。（后两空合理即可）

【解析】（1）当线圈到达平衡位置时，如果不改变电流方向，线圈受到磁力方向会原来相反，导致线圈在

平衡位置摆动，直至静止下来，使线圈的旋转无法完成；只留一半漆皮，可使线圈只有半周受力，另外半

周靠惯性完成连续转动；

（2）线圈的转动方向受到磁场方向和电流方向的影响；

（3）线圈抖动一下，说明线圈受到了磁力，但没有转动，说明受到的磁力太小，即磁场太弱或线圈电流太

小，可从这两个方面寻找解决办法。

【解答】（1）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时切断线圈中的电流，目的是使线圈能够利用

惯性继续转动；

（2）可以通过改变电流（或磁场）方向，改变线圈的转动方向：

（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

能是磁场太弱，可以换用较强的磁场；也可能是线圈的电流太小，可以增加电磁的节数增大电压。

7.（2020八下•上虞期末）如下图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小科同

学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，如图乙所示，实验记录如下表：

甲乙丙

序号磁场方向。方电流方向ab运动方向

1向下无电流静止不动

2向下由。向b向左运动（1）乙图中小科在电路中接

3向上由a向b向右运动

4向下由〃向a向右运动

入滑动变阻器的作用是。

（2）比较2和3两组实验，说明通电导线在磁场中受力方向与有关，比较两组实

验说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。

（3）小科想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现

象，他要把图甲中的电源换成图丙中的。

【答案】（1）保护电路（2）磁场方向；2和4（3）灵敏电流表

【解析】（1）金属棒的电阻很小，一旦接通电路，很可能因为电流过大而烧坏电源。串联上一个变阻器，

可以对电路起到保护作用：

（2）通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以

改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变；

（3）将灵敏电流计和普通的电流表比较，确定它的优点即可。

【解答】（1）乙图中小科在电路中接入滑动变阻器的作用是保护电路。

（2）实验2和3中，电流方向相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方

向与磁场方向有关；

探究通电导线在磁场中的受力方向与电流方向的关系时，必须控制磁场方向相同而改变电流方向，故选2

和4；

（3）灵敏电流计不但能够感知产生的微小电流，还可以通过指针的偏转方向确定电流方向的改变，因此探

究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用灵敏电流计代替电源来显示产生感应电

流的方向。

8.（2020八下•杭州期中）如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型：

（i）在安装该模型时要按照（选填“由外向内”或

“由内向外”）的顺序安装。

（2）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在安装时还应注意以下几点，其中正确的是（选

填符号）。

A.要尽量减小轴与轴架之间的摩擦

B.电刷与换向器的接触松紧要适当

C.不要使各元件因安装不当而产生形变

D.每一只固定螺钉均不能拧紧

（3）小明把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示。

①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接。（要求滑片向左移，电动机转速变慢）

②若开关闭合，线圈不转,用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因可能是。

（4）图甲中换向器A的作用是。

【答案】（1）由内向外

(2)A；B；C(3);线圈处在平衡位置

（4）改变线圈中的电流方向

【解析】（1）电动机模型是分层次的，因此按照从内到外的顺序按照可以少走弯路，简化安装过程;

（2）电动机本身受到的电磁力较小，当摩擦较大时很容易卡住不动，因此应想办法减小摩擦力；

（3）①根据题目的要求确定电流的大小改变，进而推测滑动变阻器的接线情况；

②当线圈处于平衡位置时，线圈两侧受到的电磁力相互抵消，没有动力使线圈转动。

【解答】（1）在安装该模型时要按照由内向外的顺序安装。

（2）A.要尽量减小轴与轴架之间的摩擦，可以减小摩擦力，故A正确；

B.电刷与换向器的接触松紧要适当，也可以减小摩擦力，故B正确；

C.不要使各元件因安装不当而产生形变，防止卡住线圈，故c正确；

D.每一只固定螺钉与线圈转动没有关系，因此必须拧紧，故D错误。

故选ABC。

（3）①滑片向左移动时、电动机变慢，说明电流变小，电阻变大，那么变阻器使用的是滑片左边的部分,

因此应选择右下角的接线柱与开关相连即可，如下图：

②若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原

来线圈不转的原因可能是线圈处于平衡位置。

（4）图甲中换向器A的作用是改变线圈中的电流方向。

题组C培优拔尖练

1.（2019八下•长兴期末）学习小组想探究“通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度的关系”。

【实验目的】探究通电导体在磁场中受力大小与导体在磁场中长度的关系

【实验器材】边长不同的矩形线圈2个、足够宽的U形磁铁、弹簧测力计、电源、导线、开关。

【实验步骤】

（1）如上图，用弹簧测力计测量矩形线圈a的重力G”再将a放入磁场中。通电后，弹簧测力计示数变为

F”发现E小于G,则磁场对线圈a作用力的方向是。

（2）换用矩形线圈b,重复步骤（1）中的实验，每次实验时AB边在磁场中的相同，记录线圈b

受到的重力。和拉力值Fz。应比较G厂民与的关系，从而得出结论。

（3）某次实验时，发现弹簧测力计的示数比该矩形线圈的重力大，可能的原是。

【答案】（1）竖直向上（2）位置：G-F,

（3）磁场方向发生改变或电流方向发生改变

【解析】（1）当a处于静止状态时，它受到平衡力，根据二力平衡的条件分析a受到作用力的方向；

（2）当线圈在磁场中处于静止状态时，它受到的重力G、测力计的拉力F拉和磁场的作用力F相互平衡，

即:G=F叔+F,那么磁场的作用力为:F=G-Ftt；

（3）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向或电流方向有关。

【解答】（1）当a在磁场中处于静止状态时，它的重力G竖直向下，测力计的拉力R竖直向上；因为R

小于所以二者的合力方向向下；如果a要保持平衡状态，那么磁场对线圈的作用力的方向必须与合力

方向相反，即竖直向上；

（2）换用矩形线圈b,重复步骤（1）中的实验，每次实验时AB边在磁场中的1相同，记录线圈b受到的

重力而和拉力值F2。应比较Gz-R与G-F,的关系，从而得出结论。

（3）某次实验时，发现弹簧测力计的示数比该矩形线圈的重力大，说明磁场对线圈的作用力方向与原来相

反，变成竖直向下了,因此可能原因是：、磁场方向发生改变或电流方向发生改变。

2.（2020八下•青田期中）小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流

与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有

关。她设计了如图所示的装置，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下:

①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架

台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;

②给导体两端加电压U”导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为a”

③，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为a*

④比较ana2的大小，发现az>a”即可初步验证其它条件一定，

通电导体的电流越大，受到磁场的作用力越大。

（1）请将第③步的步骤补充完整：o

（2）小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她将图中的

导体棒换成了一根较长的导体棒，其它条件不变，此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了，于是她

得出结论，“其它条件一定，通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越小”.但她查阅一些资

料后发现，理论上通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越大，这与她实验所得到的结论相反。

请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。。

【答案】（1）给导体两端加电压山，&＞山（2）没有控制电流大小相同

【解析】（1）根据公式1=9可知，当电阻一定时，电压越大，通过导体的电流越大，据此对③中导体两端

A

的电压大小进行判断；

（2）同种材料，导体的电阻与长度成正比，因此换用较长的金属棒后，导体的电阻会增大，通过导体的电

流会减小。根据控制变量法可知，探究通电导体在磁场中受力大小与导体长度的关系时，必须控制磁场强

度和导体的电流相同，据此分析判断。

【解答】（1）低③步的步骤为：给导体两端加电压山，/＞山，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的

角度为a2；

（2）红得出的结论与资料不符的原因：没有控制电流大小相同。3.（2021八下•萧山期中）学习了电磁

知识后，小朱了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有

关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的

电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。

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