电动机（双基过关考点突破）-人教版九年级物理全一册

第4节电动机

双基过关

知识点一、磁场对通电导线的作用

1.实验探究一一磁场对通电导线有力的作用

(1)实验器材：电源、开关、直导线、蹄形磁铁等。

(2)实验原理图

(3)实验步骤

①如原理图所示,把导线ab放在磁场里，接通电源，观察ab是否运动；

②把电源的正负极对调，观察ab的运动方向；

③保持电流方向不变,把蹄形磁铁的磁极调换一下,观察ab的运动方向。

(4)实验现象

导线ab放在磁场里，接通电源,ab向右运动；把电源的正负极对调,ab向左运动；保持电流方向与第

二次一样，把蹄形磁铁的磁极调换一下,ab向右运动。

(5)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和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

2.左手定则一一判断通电导线在磁场中受力的方向

(1)内容

伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大拇

指指向的就是通电导线受力的方向。

(2)图示

(3)应用

左手定则是判断通电导线处于磁场中时，所受力F(或运动)的方向、磁场的方向，以及通电导体棒

的电流I三者方向之间的关系的定律。若已知三个物理量中其中两个物理，可判断第三个物理量的方向。

3.使通电尽线受到磁场力的方内相反的措施

(1)只让电流方向与原来相反；

(2)只让磁场(或磁感线)方向与原来相反。

注:当电流方向和磁场方向都与使来相反时，则通电导线受力方向不变。

4.磁场过通电导线作用力的大小的影响因素

(1)电流的大小：其他条件不变时，电流越大，通电导线受到的作用力越大；

(2)磁场的强弱：其他条件不变时，磁场越强，通电导线受到的作用力越大；

基础自测：

1.如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是()

A.换用更细的铜棒

B.将磁体的N、S极对调

C.移动滑动变阻器的滑片

D.将电源正、负极和磁体N、S同时对调

【答案】B

【解析】A.换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A不符合题意；

B.将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B符合

题意；

C.向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C不符合题意；

D.将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的

受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D不符合题意。

故选B。

2.观察实验，选择正确的答案.在如图所示的实验装置中，接通电源后，导体AB受力的作用发生运

动，然后改变电流方向或磁场方向，则下列叙述中错误的是（）

A.在上述实验现象中，是机械能转化为电能

B.通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关

C.通电导体在磁场中受力的方向跟磁场方向有关

D.同时改变电流方向和磁场方向，通电导体的受力方向不变

【答案】A

【解析】A.在上述实验现象中，导体棒有电流流过时在磁场中会受到力的作用而发生偏转，导体棒

消耗电能，而其机械能增加，故是电能转化为机械能，故A错误，符合题意；

B.当改变电流方向后，导体棒的运动方向也发生偏转，故可知通电导体在磁场中受力方向跟电流方

向有关，故B正确，不符合题意；

C.当改变磁场方向后，导体棒的运动方向也发生偏转，故可知通电导体在磁场中受力方向跟磁场方

向有关，故C正确，不符合题意；

D.同时改变电流方向和磁场方向，通电导体的受力方向与原来相同，不发生变化，故D正确，不符

合题意。

故选Ao

3.如图所示的装置，闭合开关时，静止的轻质铜棒ab水平向右运动（铜棒ab上的箭头代表电流的方

向）。要使铜棒ab水平向左运动，下列方法中可行的是（)

电源

【答案】A

【解析】A.通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。由图知，导体中电流方向由

b向a,上方为磁体N极，下方为S极，磁感线方向由上向下，导体ab受到磁场力向右。A图导体中电流

方向与题干图中相同，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向左，故A符合题意；

B.图中导体电流方向与题干图中相反，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故B不

符合题意；

C.图中导体中电流方向与题干图中相反，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故C

不符合题意；

D、图中导体中电流方向与题干图中相同，磁场方向相同，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故D

不符合题意。

故选Ao

4.如图所示的是通电导体在磁场中受力情况，图中圆圈表示的是通电导体的横截面。圆圈中的％”和

“•”分别表示导体中电流垂直于纸面向里和向外的方向。请根据图所表示的磁场方向、电流方向和导体受力

方向三者的关系，判断出图中有关三者方向表示正确的是（）

N

S

【分析】由图可知，磁场方向是向下的，电流垂直于纸面向里，受到的磁力的方向向左。

【解析】A.图中磁场的方向发生了变化，其他条件不变，则磁力的方向改变，向右，故A错误；

B.图中磁场方向方向发生了改变，但电流方向不变，则受力方向改变，向右，故B正确；

C.磁场方向和电流方向都发生了变化，则受力方向不变，向左，故C错误；

D.电流方向发生了改变，磁场方向不变，则受力方向改变，向右，故D错误。

故选B。

5.在如图所示的实验装置中，当给金属棒通电时，观察到金属棒在轨道上运动起来。此实验现象说

明，机就是利用这个原理制成的。实验中将磁极对调，观察金属棒的运动情况，

这样操作是为了探究，当滑动变阻器的滑片向左移动后，金属棒的移动速度将（选

填“变大,,、“变小,，或“不变。

【答案】通电导体在磁场中受力运动电动通电导线在磁场中受力方向与磁场方向的关

系变大

【解析】口］⑵给金属棒通电时，金属棒在轨道上运动起来，说明通电导体在磁场中受力运动，电动机

就是利用这个原理制成的。

⑶将磁极上下对调，改变了磁场方向，这样操作是为了研究：通电导线在磁场中受力方向与磁场方向

的关系。

[4]由电路图可知，滑动变阻器与金属棒串联，当滑动变阻器的滑片向左移动后，滑动变阻器接入电路

的阻值变小，由欧姆定律可知，电路电流变大，因此通电导体受到磁场力的作用越大，所以金属棒移动的

速度将变大。

6.在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明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)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是(选填“磁场”或“磁感线”)；

(2)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；

(3)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有关；

(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，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有关；

(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，(填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流

方向是否有关。

【答案】磁场通电导体相反磁场方向相反电流方向不能

【解析】(1)口]磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场，而磁感线是不存在的。

(2)[2]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。

(3)[3][4]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。

(4)[5][6]断开开关，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。

(5)[7]同时改变磁场方向和电流方向，导体运动的方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流

方向是否有关。

知识点二、电动机、扬声器

1.通电线圈在磁场中受力

如图甲所示，把一个线圈放入磁场中，接通电源后，发现该通电线圈转动起来，但转到图乙所示的位

置时，线圈转动几下后保持静止。要使线圈能持续转动，需要解决的问题是如何让线圈中的电流变为跟原

来反向。

2.电动机

(1)制作原理:确场对通电导线的作用。

(2)问题的解决:通过换向器，让线圈刚转过平衡位置时，两边中电流方向变为跟原来相反，则受力方

向均与原来相反，这样线圈就继续沿原来方间转动，就可以实现连续转动。

(3)结构:转子、定子和换向器。

(4)能的转化：电能转化为机械能。

(5)改变电动机转动方向的办法：只让线圈中电流方向与原来相反；只让磁场方向与原来相反。

(6)改变电动机转速的方法：改变线圈中电流的大小,或改变磁场的磁性强弱。

3.扬声器的原理(如图所示)：当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反

向时，线圈向相反方向运动。扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在上一个瞬间

和下一个瞬间受到不同的力，力的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬

声器就发出了声音。

基础自测

7.曲靖开通高铁已经有近5年时间，高铁利用牵引电机将电能转换成列车的机械能。下图中与牵引

B.

【答案】A

【解析】A.此图有电源，其原理是通电导线在磁场中受到了力的作用，是将电能转化为机械能，与

牵引电机工作原理相同，故A符合题意；

B.此图是奥斯特实验，是通电线圈周围存在磁场，与牵引电机工作原理不同，故B不符合题意；

C.探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数有关，与牵引电机工作原理不同，故C不符合题意；

D.是发电机，其原理是闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流，是将机械能转化为电能，与

与牵引电机工作原理不同，故D不符合题意。

故选Ao

8.小明同学用如图所示的装置研究通电线圈在磁场中将如何运动的实验，闭合开关，下列关于此实

验说法正确的是（)

A.根据此装置的原理制成了发电机

B.当线圈由图示位置顺时针转动90。时，线圈受平衡力作用

C.当线圈由图示位置顺时针转动90。时，线圈中无电流，ab边和cd边将不受力的作用

D.当线圈由图示位置顺时针转动90。时，线圈由于惯性会越过平衡位置持续转动

【答案】B

【解析】A.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，根据此装置的原理制成了电动机,

故A错误；

B.当线圈由图示位置顺时针转动90。时，线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一个线圈上，作用

在同一条直线的两个平衡力，故B正确；

C.当线圈由图示位置顺时针转动90。时，线圈中有电流，ab边受到力的方向向上，cd边受到力的方

向向下，故C错误；

D.当线圈由图示位置顺时针转动90。时，线圈由于惯性会越过平衡位置，此刻ab、cd段导线受到的

磁场力使线圈反方向转动，回到平衡位置，故D错误。

故选B。

9.关于直流电动机，下列叙述正确的是（）

A.直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能

B.直流电动机的工作原理是电磁感应

C.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

D.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

【答案】D

【解析】A.直流电动机正常工作时，消耗电能，得到机械能，是将电能转化为机械能，故A错误；

B.直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故B错误；

C.通电导线在磁场中受力的方向跟磁场的方向以及电流的方向有关，当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，故C错误；

D.直流电动机中起电驱电流的换向作用的结构叫做换向器，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，故D正确。

故选D。

10.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

【解析】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。

11.如图所示是扬声器（喇叭）的结构图，当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流

时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声，下列说法中正确的是（）

A.扬声器工作时是将机械能转化为电能

B.扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动

C.锥形纸盆振动得越快，响度越大

D.扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同

【答案】B

【解析】A.扬声器工作时消耗电能，转化成纸盘运动，将电能转化为机械能，故A错误；

BD.扬声器的工作过程是接入变化的电流，磁场对线圈受力的方向也随之改变，即工作原理是通电线

圈在磁场中受力运动，与电动机的工作原理相同。故B正确，D错误；

C.音调的高低与频率有关，响度大小与振幅有关，所以锥形纸盆振动得越快，频率越高，音调越高,

故C错误。

故B。

12.（2022.全国•九年级专题练习）电动机:

（1）改变电动机转动方向的方法：改变（交换电源接线）或改变（对调磁极）；

（2）提高电动机转速的方法：增加线圈_____、增加磁体、增大o

【答案】电流方向磁场方向匝数磁性电流

【解析】（1）口][2]通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，要改变电动机的转动方

向可以改变线圈中的电流方向或者磁场方向。

（2）[3][4][5]线圈匝数越多、磁体的磁性越强、通过线圈的电流越大，电动机转到的速度就越快。

考点突破

考点1.通电导体受磁场力方向的判断

方法：（1）若作图中出现，通常用“左手定则”直接判断；

（2）磁场对通电导体产生力的方向的变化情况可归纳为三类：

①只有电流方向与原来相反，受力方向与原来相反；

②只有磁场方向与原来相反，受力方向与原来相反；

③电流方向和磁场方向都与原来相反，受力方向与原来相同。

即“两反则不变”。

例1.（2022•四川省遂宁市第二中学校九年级期末）如图，通电直导线在磁场中受力方向如图A所示,

请根据A图在B图中作出通电直导线在水平方向上的受力方向（"区’表示电流垂直纸面向里，“。”表示

电流垂直纸面向外）。

尸一0O

N因

AB

IN||SI

bdD

M闻

【答案】AB

【解析】根据左手定则，伸开左手，大拇指与其余四指垂直并在同一平面内，手心对N极，四指指向

纸面外，则大拇指指左，故受力方向为水平向左。如图所示

|N||SI

方一0—o

mNI

AB

例2.(2022•黑龙江牡丹江•中考真题)【分析归纳，拓展提升】如图甲是小雪自制的小风扇，使用时

发现小风扇转动，但风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的实验，探究其原因。

(1)闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到

的作用;

(2)保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明

(3)保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明；

(4)根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该;

(5)请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器。

【答案】磁力通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关通电导体在磁场中受力的方向

与磁场方向有关改变电流方向(或对调电源正负极或将小风扇拆开后将磁极对调)电吹风(或扬声

器或洗衣机或电动车等)

【解析】(1)[1]铜棒ab本来静止，当通电后发生了运动状态的改变向右运动，说明此时受到了磁力

的作用。

(2)[2]保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，此时电流的方向发生了改变,

这时发现铜棒ab由原来的向右运动变成向左运动，说明电流会影响通电导线在磁场中的受力方向。

(3)[3]保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab由原来的向左运动变成了

向右运动，说明电流不变时，磁场的方向也会影响通电导线在磁场中的受力方向。

(4)[4]要改变风扇的方向可以通过改变电流方向来调节，具体的方法可以对调电源正负极或将小风

扇拆开后将里面电动机的磁极对调。

(5)⑸和小风扇工作原理相同的用电器有电吹风、洗衣机或电动车等，因为它们都是利用通电线圈

在磁场中受力而转动的。

考点2.通电导体受磁场力的大小

方法：通过对比，区别影响磁场对通电导体力的方向因素和影响磁场对通电导体力的大小的因素：

(1)磁场对通电导体力的方向：磁场方向和电流的方向；

(2)磁场对通电导体力的大小：磁场强弱和电流的大小。

例3.(2022.全国•九年级专题练习)小明利用如图所示装置做“探究通电导体在磁场中受力的方向和大

小与什么因素有关”实验。

(1)闭合开关，悬挂的导体棒向右运动，对调电源正负极后，发现导体棒向左运动，说明通电导体

在磁场中受力方向与方向有关；

(2)若要探究通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向是否有关，接下来的操作是；

(3)通电导体在磁场中受力的大小与什么有关？小明有两个猜想：

①与电流大小有关；

②与磁场强弱有关；

实验采取的研究方法是,针对猜想①，可添加的器材是；针对猜想②，可添

加的器材是;

(4)小明由实验得到启发，想要导体棒持续左右摇摆，可采取的方法是