16.3-16.4 磁場對(duì)電流的作用 電動(dòng)機(jī) 安裝直流電動(dòng)機(jī)模型 同步練習(xí)

第十六章電磁轉(zhuǎn)換三、磁場對(duì)電流的作用電動(dòng)機(jī)四、安裝直流電動(dòng)機(jī)模型基礎(chǔ)過關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1磁場對(duì)電流的作用1.如圖所示為小明探究“磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用”的實(shí)驗(yàn)裝置，AB是一根銅棒，通過金屬導(dǎo)軌連接到電路中，閉合開關(guān)后，銅棒沒有運(yùn)動(dòng)(儀器完好、電路連接正確)，要想使AB運(yùn)動(dòng)起來，下列措施中不可行的是()A.用細(xì)砂紙將銅棒外表面打磨一遍 B.換用磁性強(qiáng)一些的蹄形磁體C.將直流電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào) D.將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)2.(2022江蘇東臺(tái)實(shí)驗(yàn)初中期末)探究“通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與哪些因素有關(guān)”時(shí)，小明同學(xué)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，圖中AB表示閉合電路中的直導(dǎo)線，導(dǎo)線上的箭頭方向表示電流方向，F(xiàn)表示導(dǎo)線的受力方向，N、S表示蹄形磁鐵的兩極。以下是小明通過實(shí)驗(yàn)得出的判斷： 甲 乙 丙①甲、乙實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與電流方向有關(guān)；②甲、丙實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與磁場方向有關(guān)；③乙、丙實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與磁場方向有關(guān)。則上述判斷中()A.只有①正確 B.只有②正確 C.①②正確 D.①③正確3.(2023江蘇無錫東林中學(xué)月考)如圖所示，用一節(jié)干電池、一根導(dǎo)線和一塊強(qiáng)磁鐵，就可自制一個(gè)最簡易的電動(dòng)機(jī)。導(dǎo)線會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)是由于磁場對(duì)通電導(dǎo)線有的作用。若要改變導(dǎo)線的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可進(jìn)行的操作是。

4.小明和小華合作探究磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用。實(shí)驗(yàn)室有外形相同的實(shí)心和空心鋁棒、鐵棒等4根金屬棒，小明用它們及其他器材組成如圖所示裝置。(1)為了讓金屬棒在受力后更容易運(yùn)動(dòng)，金屬導(dǎo)軌上應(yīng)該放置(選填“實(shí)心”或“空心”)(選填“鋁”或“鐵”)棒。

(2)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)金屬棒不動(dòng)；將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，金屬棒開始向左運(yùn)動(dòng)，說明金屬棒在磁場中受力的大小與有關(guān)；斷開開關(guān)，將連接電源正負(fù)極的導(dǎo)線對(duì)調(diào)，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)金屬棒向右運(yùn)動(dòng)。由此可知：金屬棒受力運(yùn)動(dòng)的方向與有關(guān)。

知識(shí)點(diǎn)2直流電動(dòng)機(jī)的原理5.如圖所示為直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。以下相關(guān)分析中正確的是()A.電動(dòng)機(jī)工作過程中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.電動(dòng)機(jī)工作過程中，線圈中的電流方向保持不變C.電動(dòng)機(jī)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中電流方向改變兩次D.電動(dòng)機(jī)中的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是利用了慣性，所以線圈質(zhì)量越大越好6.(2023江蘇蘇州振華中學(xué)模擬)小明對(duì)電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因產(chǎn)生了興趣，他在實(shí)驗(yàn)室找到一只可拆卸的電流表，進(jìn)行了如下探究。(1)打開外殼，觀察電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，示意圖如圖所示。按照操作規(guī)范將電流表聯(lián)接入電路，通電后線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)；撤去磁體再次通電，指針不動(dòng)。這說明電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是通電線圈在中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，這與(選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”)的工作原理相同；

(2)若讓電流從電流表的“-”接線柱流入，“+”接線柱流出，指針偏轉(zhuǎn)方向會(huì)與(1)中的偏轉(zhuǎn)方向，因此使用電流表時(shí)不能把接線柱接反。7.如圖所示為小玲和小輝同學(xué)制作的一種直流電動(dòng)機(jī)模型，他們用回形針做成兩個(gè)支架，分別與電池的兩極相連；用漆包線繞一個(gè)矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端的全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，將線圈放在支架上，蹄形磁體放在線圈周圍。(1)按他們這種方法刮漆，線圈(選填“能”或“不能”)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)會(huì)(選填“自動(dòng)改變線圈中的電流方向”或“切斷線圈中的電流”)；

(2)可以通過改變方向，改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；(填一種方法)

(3)如果電池、開關(guān)、導(dǎo)線的連接和性能良好，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)線圈只抖動(dòng)了一下，并不轉(zhuǎn)動(dòng)，原因可能是，這時(shí)可進(jìn)行的有效嘗試是。

知識(shí)點(diǎn)3安裝直流電動(dòng)機(jī)模型8.(2023江蘇常州二十四中模擬)一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)模型通電后不轉(zhuǎn)動(dòng)，用手輕輕撥動(dòng)一下線圈就轉(zhuǎn)動(dòng)起來了，其原因是()A.換向器與電刷剛剛接觸 B.啟動(dòng)時(shí)線圈在平衡位置C.電刷與換向器摩擦太大 D.電源正負(fù)極接反了9.(2023江蘇無錫梅梁中學(xué)月考)圖甲是小明安裝好的直流電動(dòng)機(jī)模型(主要部件見文字說明)。甲乙(1)圖甲中A部件的作用是。(2)圖乙中電動(dòng)機(jī)在正常轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈內(nèi)部的電流方向(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生改變，線圈外部的電流方向(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生改變。

(3)線圈正常轉(zhuǎn)動(dòng)后，小明移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)線圈轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，這說明線圈轉(zhuǎn)速的大小與大小有關(guān)。

能力提升全練10.(2022江蘇常州中考)小明把安裝完成的直流電動(dòng)機(jī)模型接入如圖所示的電路中，閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)。若要改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，下列做法中無效的是()A.只對(duì)調(diào)電源的正、負(fù)極B.只對(duì)調(diào)磁體的N、S極C.同時(shí)對(duì)調(diào)電源的正、負(fù)極和磁體的N、S極D.導(dǎo)線①改接G、F點(diǎn)，導(dǎo)線②改接C、E點(diǎn)11.(2023江蘇常州外國語學(xué)校調(diào)研)小應(yīng)自制了一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)模型，如圖所示。回形針做成兩個(gè)支架，分別與電池兩極相連。用漆包銅線繞成一個(gè)線圈，以線圈引線為軸，用小刀刮去軸的一端的全部絕緣漆，另一端只刮去上半周絕緣漆。將線圈放在支架上，磁體放在線圈邊，閉合開關(guān)，輕輕撥動(dòng)線圈，此時(shí)線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說法錯(cuò)誤的是()A.若僅對(duì)調(diào)磁體磁極，線圈會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.若再增加一節(jié)干電池，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度加快C.刮去上半周絕緣漆，作用相當(dāng)于換向器D.直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能12.(2022江蘇無錫中考)如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)，觀察到鋁棒向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明磁場對(duì)有力的作用，利用這一原理可以制成機(jī)；斷開開關(guān)，對(duì)調(diào)電源正、負(fù)兩極，重新接入電路，再次閉合開關(guān)，觀察到鋁棒向運(yùn)動(dòng)。

13.(2022湖北宜昌中考)如圖在揚(yáng)聲器的線圈兩端連接干電池，揚(yáng)聲器持續(xù)發(fā)聲，線圈持續(xù)受到磁場的作用力。(均選填“會(huì)”或“不會(huì)”)

14.(2023江蘇常州清潭中學(xué)調(diào)研)用一個(gè)鐵釘、一節(jié)電池、一根導(dǎo)線和一個(gè)紐扣強(qiáng)磁鐵，可組裝成一個(gè)演示用的簡易電動(dòng)機(jī)，組裝過程如圖所示。 甲 乙 丙(1)圖乙中，把鐵釘和磁鐵連起來后就能豎直地吸在電池的正極上，若磁鐵的S極朝上，N極朝下，則磁化后的鐵釘?shù)募舛藶?選填“N”或“S”)極。

(2)圖丙中，用導(dǎo)線把電池的負(fù)極和磁鐵連接起來，就有電流通過磁鐵和鐵釘，通過鐵釘?shù)碾娏鞣较蚴?選填“自下而上”或“自上而下”)，磁鐵中的電流由于受到的作用而帶動(dòng)鐵釘開始旋轉(zhuǎn)。

(3)演示時(shí)，若要改變鐵釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)方向，可以改變的方向。

素養(yǎng)探究全練15.學(xué)習(xí)了電磁知識(shí)后，小科了解到相互靠近的通電導(dǎo)線之間會(huì)產(chǎn)生相互作用力。那么這個(gè)力的大小和方向與哪些因素有關(guān)呢?他將兩根導(dǎo)線(可伸長)平行放置后固定(如圖1甲所示)，然后依次通上如圖1乙、丙、丁所示的電流，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想。請(qǐng)你根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答問題。 圖1 圖2(1)分析圖1中的(選填序號(hào))，可知通電導(dǎo)線之間作用力方向與電流方向有關(guān)。

(2)得到通電導(dǎo)線之間的相互作用力的大小與電流大小有關(guān)的結(jié)論，你的依據(jù)是。

(3)如圖2所示，將一柔軟的導(dǎo)線彎成星形，并將其置于光滑水平桌面上。將開關(guān)S閉合，則該星形回路將。

A.不會(huì)變形B.會(huì)變形，所圍面積增大C.會(huì)變形，所圍面積減小(4)兩根平行放置的通電導(dǎo)線之間的相互作用力的大小除了與電流大小有關(guān)外，還可能與哪個(gè)因素有關(guān)?(寫出一個(gè)因素)。

第十六章電磁轉(zhuǎn)換三、磁場對(duì)電流的作用電動(dòng)機(jī)四、安裝直流電動(dòng)機(jī)模型答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)全練1.C銅棒長時(shí)間放置在空氣中被氧化，導(dǎo)致外表面有一層氧化銅，氧化銅的導(dǎo)電性能很差，因此可能會(huì)造成電路斷路而使銅棒不能運(yùn)動(dòng)，用細(xì)砂紙將銅棒外表面打磨后會(huì)使銅棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好，A可行；換用強(qiáng)磁體后，磁場力變大，當(dāng)磁場力大于摩擦力時(shí)，銅棒即可運(yùn)動(dòng)，B可行；將直流電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，只能改變電路中電流方向，而銅棒是否運(yùn)動(dòng)與受到的磁場力大小有關(guān)，與電流方向無關(guān)，C不可行；滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，連入電路的阻值變小，通過銅棒的電流增大，磁場力變大，當(dāng)磁場力大于摩擦力時(shí)，銅棒即可運(yùn)動(dòng)，D可行。2.C①甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中，磁場方向相同，電流方向改變，導(dǎo)體在磁場中的受力方向也改變，說明二者有關(guān)，是正確的；②甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)中，電流方向相同，磁場方向改變，導(dǎo)體在磁場中的受力方向也改變，說明二者有關(guān)，是正確的；③乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)中，磁場方向與電流方向均不相同，而導(dǎo)體在磁場中的受力方向不變，不能說明導(dǎo)體在磁場中的受力方向與電流方向或磁場方向的關(guān)系，是錯(cuò)誤的。3.磁力(或力)將電池正、負(fù)極對(duì)調(diào)(或?qū)⒋盆F的N、S極對(duì)調(diào))解析強(qiáng)磁鐵周圍存在磁場，磁場對(duì)通電導(dǎo)線有磁力(或力)的作用；若要改變導(dǎo)線的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，根據(jù)影響通電導(dǎo)體受力方向的因素，可改變電流的方向(或磁場的方向)，故可進(jìn)行的操作是將電池正、負(fù)極對(duì)調(diào)(或?qū)⒋盆F的N、S極對(duì)調(diào))。4.(1)空心鋁(2)電流大小電流方向解析(1)因?yàn)殍F是易磁化物質(zhì)，如果使用鐵棒，鐵棒被磁化后會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，所以應(yīng)該選用鋁棒，空心鋁棒的質(zhì)量小，慣性就小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，故應(yīng)選用空心鋁棒；(2)將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，電阻變小，電流變大，金屬棒開始向左運(yùn)動(dòng)，說明金屬棒在磁場中受力的大小與電流大小有關(guān)；將連接電源正負(fù)極的導(dǎo)線對(duì)調(diào)，電路中電流的方向改變，金屬棒運(yùn)動(dòng)的方向發(fā)生了改變，由此可知：金屬棒受力運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方向有關(guān)。5.C電動(dòng)機(jī)工作過程中，消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電動(dòng)機(jī)工作過程中，由于換向器的作用，線圈中的電流方向周期性變化，轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變2次；電動(dòng)機(jī)中的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是利用了慣性，但線圈的質(zhì)量不能太大，否則啟動(dòng)時(shí)也困難。6.(1)串磁場電動(dòng)機(jī)(2)相反解析(1)電流表在測量電流時(shí)，應(yīng)串聯(lián)接入電路；電流表通電后線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)；撤去磁體再次通電，指針不動(dòng)，這說明電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，這與電動(dòng)機(jī)的工作原理相同。(2)若讓電流從電流表的“-”接線柱流入，“+”接線柱流出，磁場方向不變，電流方向改變，指針偏轉(zhuǎn)方向改變，會(huì)與(1)中的偏轉(zhuǎn)方向相反，因此使用電流表時(shí)不能把接線柱接反。7.(1)能切斷線圈中的電流(2)電流(或磁場)(3)磁場太弱換用較強(qiáng)的磁場(答案不唯一)解析(1)將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，切斷線圈中的電流，線圈由于慣性轉(zhuǎn)過另外的半圈，保證了線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去；(2)要改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，就要改變線圈的受力方向，而線圈的受力方向由磁場方向和電流方向決定，因此可以通過改變電流(或磁場)方向來改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；(3)如果電池、開關(guān)、導(dǎo)線的連接和性能良好，閉合開關(guān)后，線圈只抖動(dòng)一下，可排除無電流的情況，可能是電流太弱、磁場太弱或初始狀態(tài)線圈處在平衡位置附近等，可進(jìn)行有針對(duì)性的嘗試，包括換新電池使電流增大，換較強(qiáng)的磁場，用手推一下線圈使其轉(zhuǎn)過平衡位置等。8.B換向器與電刷剛剛接觸時(shí)，不用撥動(dòng)，線圈也應(yīng)該能轉(zhuǎn)動(dòng)起來，如果不轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；啟動(dòng)時(shí)，線圈剛好處于平衡位置，線圈中無電流，線圈不受力的作用，但只要輕輕撥動(dòng)一下，電路中就會(huì)有電流，即線圈就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確；電刷與換向器摩擦太大，線圈可能被卡住，即使撥動(dòng)線圈，也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；若電源正負(fù)極接反了，電動(dòng)機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)，故通電后不會(huì)不轉(zhuǎn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。9.(1)當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向(2)會(huì)不會(huì)(3)電流解析(1)題圖甲中A部件是換向器，換向器的作用是當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，能自動(dòng)改變線圈中的電流方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。(2)題圖乙中電路用的是直流電，線圈外部的電流方向不會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，換向器就能自動(dòng)改變線圈中的電流方向，因此電動(dòng)機(jī)在正常轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈內(nèi)部的電流方向會(huì)發(fā)生改變。(3)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻發(fā)生變化，電流發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈轉(zhuǎn)速變化，說明線圈轉(zhuǎn)速大小跟電流大小有關(guān)。能力提升全練10.C只對(duì)調(diào)電源的正、負(fù)極，電流的方向發(fā)生了改變，受力方向改變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，故A有效；將蹄形磁體的N、S極對(duì)調(diào)，磁場的方向發(fā)生了改變，受力方向改變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，故B有效；同時(shí)對(duì)調(diào)電源的正、負(fù)極和磁體的N、S極，電流方向改變，磁場方向改變，但不會(huì)改變受力方向，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，故C無效；導(dǎo)線①改接G、F點(diǎn)，導(dǎo)線②改接C、E點(diǎn)，電流的方向發(fā)生了改變，受力方向改變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，故D有效。11.D電動(dòng)機(jī)是利用通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用的原理工作的，且所受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)，故僅改變磁場的方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，若僅對(duì)調(diào)磁體磁極，線圈會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A正確；電動(dòng)機(jī)中通電線圈受力大小與電流大小和磁場強(qiáng)弱有關(guān)，若再增加一節(jié)干電池，線圈中的電流增大，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度加快，故B正確；使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去是靠換向器來實(shí)現(xiàn)的，刮去上半周絕緣漆，作用相當(dāng)于換向器，故C正確；電動(dòng)機(jī)工作過程中，消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一部分電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。12.通電導(dǎo)體電動(dòng)右解析如題圖所示的實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)，有電流通過鋁棒，觀察到鋁棒向左運(yùn)動(dòng)，這說明磁場對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，電動(dòng)機(jī)就是利用這一原理制成的；對(duì)調(diào)電源正、負(fù)兩極，磁場方向不變，再次閉合開關(guān)時(shí)，鋁棒中的電流方向與原來相反，則鋁棒受力的方向也與原來相反，所以此時(shí)鋁棒會(huì)向右運(yùn)動(dòng)。13.不會(huì)會(huì)解析題圖中揚(yáng)聲器連接干電池后，線圈中有電流通過，所以線圈會(huì)持續(xù)受到磁場力的作用；但由于干電池提供給線圈的是直流電，線圈在磁場中受力方向不會(huì)發(fā)生改變，因此線圈不能來回振動(dòng)，不會(huì)持續(xù)發(fā)聲。14.(1)S(2)自上而