第三节磁场对通电导线的作用（举一反三讲义）

第三节磁场对通电导线的作用目录【学习目标】................................................................1【思维导图】................................................................1【知识梳理】................................................................2知识点1.通电导线在磁场中受力情况..........................................2知识点2.直流电动机是如何工作的............................................7【方法技巧】................................................................15方法技巧1.电动机故障原因与排除方法........................................15方法技巧2.右手螺旋定则与左手定则的功能....................................15【巩固训练】................................................................15【学习目标】课节核心素养目标物理观念：知道磁场对通电导线有力的作用。知道磁场对通电导线作用力的方向与通电导线的电流方向、磁场方向有关。了解电动机的构造、工作原理及其能量转化。科学思维：通过对通电导线在磁场中受力情况的分析体验概括规律的过程及会用控制变量法方法。科学探究:经历磁场对通电导线作用力的探究过程。积极参与简易电动机制作。科学态度与责任担当：通过学习我国自主设计和制造的航空母舰，激发民族自豪感。课节重点难点重点：通过实验知道磁场对通电导线有力的作用，力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。难点：从实验现象中把抽象的磁场方向、电流方向、受力方向三者的关系升华为形象的左手定则。【思维导图】【知识梳理】知识点1.通电导线在磁场中受力情况1.探究通电导线在磁场中受力情况（做中学）(1)闭合开关，观察现象.这说明了什么？发现通电导线ab运动了，说明通电导线在磁场中要受到力的作用。(2)改变电流方向，观察现象.这说明了什么？改变电流方向前改变电流方向后发现磁场方向不变时，改变电流方向前通电导线受力方向向左，改变电流方向后通电导线受力方向向右。说明通电导线在磁场中受力方向与电流的方向有关。(3)改变磁场方向，观察现象.这说明了什么？改变磁场方向前改变磁场方向后发现电流方向不变时，改变磁场方向前通电导线受力方向向左，改变磁场方向后通电导线受力方向向右。说明通电导线在磁场中受力方向与磁场的方向有关。(4)如果同时改变电流和磁场方向，观察现象.改变前改变后发现改变前后通电导线都运动，都受力了，如果同时改变电流和磁场方向，则受到力的方向不改变。【注意】那么磁场对通电导线是不是始终有力的作用呢？当电流方向和磁场方向平行时，通电导线不受磁场力的作用。重要结论：1.磁场对通电导线有力的作用。2.通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。当电流方向或磁场的方向一个改变时，通电导线受力的方向也会改变；若二者同时改变方向时，通电导线受力的方向不变。3.知识拓展：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。【知识拓展】通电导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向具体是什么关系呢？左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向.这时，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受磁场力的方向。【注意】磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，而不是对放入其中的物体有力的作用。2.通电导线在磁场中受到力的作用在生产生活科技中的应用A.动圈式扬声器通电导线在磁场中会受到力的作用。这一物理学原理在生活、生产、科技中的应用非常广泛，扬声器就是利用了这一原理制作而成。扬声器俗称喇叭，是一种将电信号转换成为声音的器件。（1）结构：固定的永磁体、音圈和锥形纸盆等构成。（2）工作原理：当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈就会受到磁场的作用力而前后往复运动，从而带动纸盆来回振动，就发出了声音。B.电磁弹射技术我国完全自主设计制造的首膄弹射形航空母舰（福建舰）采用了先进的电磁弹射技术。只要保证足够的电流输入，就能在发射的装置内产生足够大的推力，使物体达到更高的速度。【例题1】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】（1）磁场；（2）通电导体；（3）相反，磁场方向；（4）相反，电流方向；（5）不能.【解析】（1）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）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）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）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）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。（变式训练1）我国第三艘航空母舰“福建”采用了电磁弹射技术，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。其原理是（）A．电流的磁效应 B．电流的热效应C．摩擦起电现象 D．通电导体在磁场中受到力的作用【答案】D【解析】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过强电流时，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，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。（变式训练2）如图所示是扬声器的结构图。当扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流时，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。下列说法中错误的是（

）A．扬声器工作时是将电能转化为机械能B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动C．扬声器中的永久磁体周围存在磁场D．扬声器工作时线圈中的电流不变【答案】D【解析】AB．扬声器工作时，把电信号转化为声信号，通电线圈在磁场中受到力的作用运动，将电能转化为机械能，故AB正确，不符合题意；C．磁体周围存在磁场，所以扬声器中的永久磁体周围也存在磁场，故C正确，不符合题意；D．根据题意可知，扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流，说明扬声器工作时线圈中的电流是变化的，故D错误，符合题意。故选D。（变式训练3）如图甲是探究“磁场对通电导线的作用”实验装置。（1）在实验时，是通过观察来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用；（2）移动滑动变阻器的滑片到适当位置，闭合开关，发现金属棒ab向右运动。保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，闭合开关，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁铁的N、S极调换一下，发现金属棒ab向左运动；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动。根据观察到的实验现象，进行分析，可以得到的结论是：磁场对通电导线（选填“有”或“没有”）力的作用，且力的方向与和有关；（3）根据该实验原理，小明用一段漆包铜线绕成线圈，自制了一个如图乙所示的简易电动机：用小刀刮去两端的漆皮，另一端只刮去半周。按这种方法刮漆的目的有两个：一是使线圈能够，二是这一部位能起到（填某一部件的名称）的作用；【答案】（1）金属棒的运动；（2）有，电流的方向，磁场的方向；（3）导电，换向器。【解析】（1）由图可知，闭合开关，电路中有电流通过，导体棒ab受力在磁场中运动，奥义在实验时，是通过观察金属棒ab的运动来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用，判断受力的方向。（2）闭合开关，发现金属棒ab向右运动；保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁铁的N，闭合开关，说明通电导体受力的方向与磁场的方向有关；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动，通电导体受力的方向不变；综上所述磁场对通电导线有力的作用，且力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。（3）将线圈两端引线的漆皮，金属具有导电性，一端全部刮掉，金属能够导电；二是另一端只刮去半周，当线圈刚转过平衡位置时，线圈由于惯性转过另半圈；它的作用就相当于电动机中的换向器。知识点2.直流电动机是如何工作的一、电动机模型（补充）1.直流电动机模型的主要部件直流电动机模型的主要部件有：①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。此外还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。2.直流电动机的组装（1）把线圈固定在转轴上。 （2）先将支架固定在底座上，然后将转轴安装在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动。（3）用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）。（4）从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。（5）分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。3.实验与观察（1）把电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来，接通电路，观察线圈的转动情况。（2）改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变?（3）将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变?（4）移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度是否改变?怎样改变（5）实验结论①当通过直流电动机线圈的电流方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变；②将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动的方向发生改变；③当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。电流越大，转速越快。二、直流电动机工作过程及原理情况原来，当线圈通电后，导线因受到方向相反的力而转动；但转过半圈后，由于电流方向反过来，受力方向也反过来了，于是线圈会减速直到停下来。电动机线圈的两端连着换向器（图中1、2），结合电刷（图中3、4)，使线圈转过半圈后，电流的方向依然保持不变，因此能持续转动。1.电动机的基本构造a.转子：能够转动的部分。b.定子：固定不动的部分。c.换向器：(1)两个铜制的彼此绝缘的半环E、F.(2)换向器的作用：当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。2.直流电动机：利用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。3.直流电动机的工作过程（1）线圈处于此位置时，线圈中的电流从半环2流向半环1，线圈AB边受力向上，CD边受力向下，线圈顺时针转动。（2）线圈转至平衡位置时，两电刷与半环无接触，线圈中无电流所以不受力，线圈由于惯性会越过平衡位置。（3）线圈越过平衡位置后，线圈中的电流从半环1流向半环2，线圈AB边受力向下，CD边受力向上，线圈仍然顺时针转动。（4）线圈又转至平衡位置时，与前面的情况相似，线圈由于惯性会越过平衡位置。因此电动机通电后能持续转动。4.电动机的原理：通电线圈在磁场中受力而转动。5.能量转化：把电能转化为机械能。6.电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。7.实际的电动机：实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。【小制作】自制简易电动机把一段粗漆包线绕成3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。【例题2】如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（）A.电动机主要由磁体和线圈组成B.电动机主要把动能转化为电能C.对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向D.电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关【答案】AC【解析】AB．电动机的工作原理是，通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机主要由磁体和线圈组成，工作时主要把电能转化为机械能，故A正确，B错误；C．通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，磁场方向不变，对调电源正、负极，可改变线圈中的电流方向，所以能改变电动机的转动方向，故C正确；故选AC。（变式训练1）（2025江苏苏州一模）下列四幅图中，能说明电动机工作原理的是（）A

B

CD【答案】C【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。A．图中的原理是异名磁极相互吸引，与电动机的工作原理不相同，故A不符合题意；B．该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，与电动机的工作原理不相同，故B不符合题意；C．该实验中，当给导体中通电时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与电动机的工作原理相同，故C符合题意；D．该实验是探究电磁感应现象，是发电机的工作原理，与电动机的工作原理不相同，故D不符合题意。故选C。（变式训练2）如图所示，通电线圈在磁场中发生扭转，说明对通电导线有力的作用。利用这个原理可以制作（填“电动机”或“发电机”）。【答案】磁场，电动机。【解析】通电线圈中有电流，在磁场中发生扭转，表明导体在磁场中受到了力的作用；电动机的工作是通电导体在磁场中受到力的作用时会发生转动。（变式训练3）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是；A．两端全刮掉

B．一端全部刮掉，另一端只刮半周（2）如图甲、乙所示，图的线圈恰好处于平衡位置，另一个图中线圈左右两边所受的两个力不满足二力平衡条件的原因是这两个力。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。【答案】（1）B（2）乙没有作用在同一直线上换向器【解析】（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，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，故选B。（2）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，所以图乙的线圈恰好处于平衡位置；另一个图中线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反但不满足二力平衡条件中的作用在同一直线上；丁图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。【方法技巧】方法技巧1.电动机故障原因与排除方法实验过程中，遇到故障比较多的是通电后电动机不转动，故障原因与排除方法参考如下：故障故障原因电路故障断路电刷与换向器之间太松，接触不良磁场故障磁场太弱电路中电流太小、磁体的磁性太弱力学故障摩擦力过大电刷与换向器之间太紧、线圈转子与定子之间的间隙太小，摩擦力太大特殊位置线圈处于平衡位置方法技巧2.右手螺旋定则与左手定则的功能1.右手螺旋定则是判定通电螺线管的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系。其核心内容是：用右手握住螺线管，大拇指与四指保持垂直，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。利用右手螺旋定则可以解决的作图问题有：（1）已知螺线管中的电流方向，可以判断螺线管的极性；（2）已知螺线管的极性，可以判断螺线管中电流的方向；（3）已知螺线管的极性与螺线管中电流的方向，可以判定螺线管中导线绕线方式。（4）还能根据给出的已知条件，判断其他的作图问题。比如电源的正、负极；通电螺线管附近小磁针的N、S极等。2.左手定则是判定通电导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向关系的一个重要的物理规律。其核心内容是：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向.这时，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受磁场力的方向。进一步来讲，就是知道通电导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向当中的任何两个物理量的方向，就可以利用左手定则判断处另一个物理量的方向。左手定则在沪科版教材没有讲解，但对于判断通电导线在磁场中受力方向问题十分重要，特别是理解电动机工作过程帮助很大。作为拓展内容也希望学好，也为高中进一步学习奠定良好基础。【巩固训练】一、通电导线在磁场中受力情况及其应用1．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（）A．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】由题意可知：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，电流的方向改变了，发现导体ab向左运动。说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。2.如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（）A.开始顺时针旋转B.开始逆时针旋转C.保持静止D.以上三种情况都有可能【答案】B【解析】线圈通电后，受磁场力作用，线圈开始顺时针旋转；如果线圈是固定的，根据静止和运动的相对性可知，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。3．同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。线框就会以干电池为轴转动起来（）A．线框转动是因为电磁感应现象 B．改变电流方向，线框的转动方向不会改变 C．改变磁场方向，线框的转动方向不会改变 D．通电后的线框周围存在磁场【答案】D【解析】A．线框转动是因为通电导体在磁场中受力而转动的，故A错误；BC．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场的方向有关，改变电流方向，线框的转动方不会改变；改变磁场方向，线框的转动方向也会改变，故BC错误；D．通电导体周围存在磁场，通电后的线框周围也存在磁场，故D正确。故选：D。4．用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动。要使AB向左运动，下列做法中可行的是（）

A．仅将磁体的N、S极对调 B．仅换用磁性更强的磁体C．仅将铝棒AB换成铜棒 D．仅增加AB中的电流强度【答案】A【解析】A．仅将磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素磁场方向，受力运动方向改变，故A符合题意；B．换用磁性更强的蹄形磁体，不会改变运动方向，故B错误；C．将铝棒AB换成铜棒，电流方向不改变，受力运动方向不改变，故C错误；D．仅增加AB中的电流强度，不会改变运动方向，故D错误。故选A。5.图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（）A.甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同B.乙图是电磁感应现象C.丙图说明电流具有磁效应D.丁图说明磁场对电流有力的作用【答案】D【解析】A．条形磁体周围不同点的磁场方向一般不同，有些位置磁场方向是相同的，故A错误；B．乙图中研究的是电磁铁，原理是电流的磁效应，故B错误；C．丙图中，转动扇叶二级管发光说明产生了电流，这是电磁感应现象，故C错误；D．丁图中，通电导线在磁场中受力运动，说明磁场对电流有力的作用，故D正确。6．（2023秋•安徽六安金安区期末）关于磁现象，下列说法中正确的是（）A．条形磁体中间部位的磁性最强 B．用来描述磁场的磁感线真实存在 C．放在磁场中某点的小磁针静止时N极指向与该点磁场方向相同 D．磁场对放入其中的物体有力的作用【答案】C【解析】A、条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱，故A错误；B、磁场是真实存在的，但磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，故B错误；C、磁场中某点的磁场方向与放在该处的小磁针N极所指的方向相同，故C正确；D、磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，而不是对放入其中的物体有力的作用，故D错误。故选：C。7．如图所示是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中瞬时通入如图所示电流时，线圈的左侧为极，若线圈此时受到磁铁的作用而向左运动，永久磁体的左侧为极。扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力，于是带动纸盆起来，发出了声音。【答案】北；北；振动【解析】（1）根据图示，由安培定则可以判断出通电线圈的N、S极，然后根据磁极间的相互作用规律。（2）线圈中的变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声。线圈中的电流方向如图，由安培定则可知，通电线圈左端是N极，它和永久磁铁的右端（S极）相互吸引，因此线圈向左运动；当线圈中通过交变电流时，通电线圈两端极性不断变化，通电线圈受到的永磁体的作用力不断变化，通电线圈在永磁体力的作用下左右往复运动，带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。8.如图所示，铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，这是因为受到了对它的作用力，若改变电流方向，通电后铝棒将向侧摆动，若铝棒中的电流变大，铝棒的摆动幅度将变。【答案】磁场右大【解析】铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，说明受到了磁场对它的力。力的方向与磁场方向及电流方向有关；若改变电流方向，通电后铝棒受力方向改变，将向右侧摆动；若铝棒中的电流变大，铝棒受力变大，摆动幅度将变大。9.扬声器（喇叭）是可以扩大声音的设备，它的工作原理是通电导体在磁场中受到_____的作用而运动，“扩大”是指将声音的_____增大。【答案】力响度【解析】扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，从而带动锥形纸盆跟着振动，把电信号变为声信号。扬声器（喇叭）是扩大声音的设备，也就是增大声音的响度。10.如图甲所示是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰—福建舰，配备了全球领先的电磁弹射装置。如图乙所示，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。电磁弹射装置的工作原理是______（选填“电磁感应”或“磁场对通电导体的作用力”）。【答案】磁场对通电导体的作用力【解析】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。11．在“探究磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图甲所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。（1）如图甲所示，保持蹄形磁铁水平放置，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对有力的作用，利用这个原理工作的装置有（填“电铃”、“扬声器”、“电磁起重机”或“动圈式话筒”）。（2）小明对调电源正、负极后，如图乙所示，闭合开关，导体棒ab此时会向（填“上”、“下”、“左”或“右”）运动。【答案】（1）通电导体；扬声器；（2）左【解析】（1）将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，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；电铃和电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应；扬声器的原理是通电导体在磁场中受力运动；动圈式话筒的原理是电磁感应；所以利用这个原理工作的装置有扬声器。（2）原来导体棒ab向右运动，小明对调电源正、负极后，电路中的电流方向改变，磁场方向不变，导体棒ab的受力方向改变，所以导体棒ab此时会向左运动。12．如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，实验记录如下表。实验序号磁场方向ab中电流方向ab运动方向1向下无电流静止不动2向下由a向b向左运动3向上由a向b向右运动4向下由b向a向右运动（1）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与有关。比较实验，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关；（2）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是；（3）小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究产生感应电流的条件及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乙中的。【答案】（1）磁场方向2和4（2）转换法（3）灵敏电流计【解析】（1）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。（2）导线在磁场中受力方向是通过观察导线运动方向，用到了转换法。（3）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。13．当开关闭合后，cd段所受到的磁场力的方向如图1所示。请画出图2和图3两种情况中ab段所受到的磁场力的方向。【答案】如图所示【解析】通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向或电流方向改变时，通电导线在磁场中的受力方向也会改变。图2和图1相比，磁场方向与电流方向都改变，ab受力方向不变；图3与图1相比，电流方向与磁场方向都没变，受力方向不变。据此作图如下：二、直流电动机是如何工作的14．（2024•安徽安庆期末）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，现要使线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（）A．对调电源正负极 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【答案】A【解析】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，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。15.小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关，电动机的转子正常转动，下列说法错误的是（）A．电动机的工作原理是电磁感应B．只对调磁体的N、S极能改变转子转动方向C．只对调电源的正、负极能改变转子转动方向D．滑片P向A移动，电动机的转子转动加速【答案】A【解析】A．电动机的工作原理是通电导体在磁场中能够受到力的作用，故A错误，符合题意；BC．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。只对调磁体的N、S极改变了磁场方向，电流方向不变，所以转子转动的方向也会改变；只对调电源的正负极是使电流方向与原来方向相反，磁场方向不变，所以也能改变转子的转动方向，故B、C正确，不符合题意；D．通电导体在磁场中受到的力的大小与磁场强度和电流的大小有关，如图所示的电路图中，将滑片P向A移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电流增大，所以电动机转子受到的磁场的力的作用会增大，转动的速度也会增大，故D正确，不符合题意。故选A。16.如图所示的直流电动机工作示意图中，E、F两个半铜环被称为，其作用是在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的，从而实现通电线圈在磁场中持续转动。【答案】换向器电流方向【解析】E、F两个半铜环被称为换向器；“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。17．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜（选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对有力的作用，此现象中能量转化情况是。【答案】左右往复；通电导体；电能转化为机械能【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，根据这一原理制成了电动机，将电能转化为机械能。【解析】当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用，此现象中能量转化情况是电能转化为机械能。18.如图所示是电流表的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，指针会偏转，其原理是在磁场中受到力的作用，和原理相同（选填：“电动机”、“发电机”或“电磁铁”），如果线圈中的电流方向与原来相反，则指针偏转方向与原来。【答案】通电导体电动机相反【解析】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，与电动机的原理是相同的，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将改变。19．如图所示，是某同学在科技节上展示的作品结构图。该作品的工作原理是通电线圈在中受力转动，它就是一个自制的机模型图。【答案】磁场，电动。【解析】通电线圈中有电流通过，线圈在磁体的磁场周围，线圈能受力转动，说明磁场对电流有力的作用。该模型是先通电，然后线圈转动起来，将电能转化为机械能，是一个自制的电动机模型。20．如图所示，用一个铁钉、一节电池、一根导线和两个纽扣强磁铁，组装成一个演示用的简易电动机。

（1）把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为极；（2）用导线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，铁钉中的电流方向向，通电的磁铁由于受到作用而开始旋转；（3）磁铁带动铁钉转动需要的能量由能转化而来；（4）演示时，若要改变磁铁的转动方向，可以改变方向或方向。【答案】（1）N（2）下磁力（3）电（4）电流磁场【解析】（1）图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉根据异名磁极相互吸引可得铁钉的尖端为N极。（2）干电池外部，电流从正极流向负极，所以通过铁钉的电流方向是向下的。电流周围产生的磁场对磁铁有力的作用，由于受到磁力作用而转动。（3）磁铁带动铁钉转动，与电动机的原理相同，需要的能量由将电能转化为机械能。（4）通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方向改变则其转动方向就改变；而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关。因此要改变铁钉转动方向可以改变铁钉中的电流方向或磁场方向。21.同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm；然后，用小刀刮两端引线的漆皮；用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上；两个支架分别与电池的两极相连；把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是（选填“A”或“B”）。A．两端全部刮掉B．一端全部刮掉，另一端只刮半周（2）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出两条可能造成该现象的原因：①；②。【答案】（1）B（2）线圈恰好处于平衡位置磁场太弱【解析】（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样前半圈通电受力，后半圈断电，线圈由于惯性继续转动，再转到前半圈又通电受力，磁场方向和通电方向相同，线圈转动方向相同，使线圈持续转动。故选B。（2）通电线圈在磁场中能转动是因为磁场对通电导体有力的作用，此过程中消耗了电能，获得了机械能，故能量转化是电能转化为机械能。（3）接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱导致线圈受力太小而不能转动，也可能是开始线圈处在平衡位置，通电后线圈受磁场力平衡，线圈保持静止状态，出现这种现象可先将线圈轻轻拨动一下，若线圈转动则是处于平衡位置，若线圈还不能转动，则考虑是电源电压低，通过线圈电流太小导致线圈受力小转动不了，或是磁场太弱使线圈受力小不能转动。22.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】（1）磁力（2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关（3）通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关（4）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）（5）电吹风（或扬声器或洗衣机或电动车等）【解析】（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）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，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）