专题16.4~16.5 安装直流电动机模型 电磁感应 发电机-2024-2025学年九年级物理下册举一反三系列（苏科版）
专题16.4-16.5 安装直流电动机模型 电磁感应 发电机【苏科版2025】知识汇编 1专题01 直流电动机的基本构造及工作示意图 2专题02 换向器的构造及作用 4专题03 生活中的电动机 6专题04 产生感应电流的条件 9专题05 电磁感应现象 11专题06 电磁感应的应用 13巩固练习 16提优练习 25知识汇编一、电动机的基本构造1.构造：能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成.在电动机里，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子.电动机工作时，转子在定子中飞快地转动.2.工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而发生转动的原理工作.3.能量转化：电动机把电能转化为机械能.它利用了磁场对通电螺线圈的作用而使线圈转动起来，为使电动机持续转动必须安装换向器.4.应用：电动机、电风扇、洗衣机.二、什么情况下磁能生电1.电磁感应的发现：1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.2.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流.这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流.3.感应电流产生的条件：闭合电路；导体做切割磁感线.构造：由线圈、磁极、铜环和电刷组成.2.工作原理：利用了电磁感应的原理发电.交流发电机线圈两端各接一个铜制圆环，铜滑环随线圈一起转动，将线圈中产生的电流传输给外部电路.3.能量转化：机械能转化为电能.4.交流电和直流电：大小和方向都不变的电流叫做直流电；大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电.直流电动机的基本构造及工作示意图01【典例】（23-24九年级下·内蒙古赤峰·阶段练习）如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，他应将( )A．左侧的绝缘漆都刮掉，右侧的绝缘漆刮掉一半B．左、右转轴上的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉【变式1】（2024·安徽亳州·二模）如图所示的电动机在生活中的应用越来越广泛，图乙为电动机的工作原理图。线圈处于水平向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（）A．线圈连续转动是靠电流做功实现的B．电动机通电后不转，一定是电路断路了C．图中受磁场力向上，转动时受磁场力向下D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能【变式2】（23-24九年级上·湖南株洲·期末）如图所示，某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方 （填“相同”或“相反”）。【变式3】（2024·福建厦门·一模）如图所示，这是自制简易电动机模型。（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，其中一端的漆皮全部刮去，另一端的漆皮刮半周留半周。按这种方法刮漆的目的是使线）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？（说出两点即可）① ；② ；（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：① ，② ；（4）如果还想改变线圈转动的快慢，应该怎么办？ 。【变式4】（23-24九年级下·江苏苏州·阶段练习）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线cm矩形线圈，漆包线cm，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）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。换向器的构造及作用02【典例】（23-24九年级下·广东惠州·开学考试）研究电动机的工作过程，电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。左下图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ，线度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。右下图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 。【变式1】（23-24九年级上·吉林辽源·期末）在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过 位置时就自动改变线·广东广州·二模）如图所示的装置，线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置。 （1）图甲中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到a”），图乙中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到a”）；（2）图甲中ab段导线所受磁场力F的方向竖直向上，请标出图乙中ab段导线所受磁场力的方向 ；（3）本装置是采用 的办法使线圈连续转动下去。【变式2】（23-24九年级上·江西南昌·期末）在直流电动机的工作过程中，“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 ，从而实现通电线圈在磁场中的受力方向 （选填“改变”或“不变”）从而连续转动。10．（2024·湖北武汉·二模）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线）应在、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极水平指向极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若段导线受磁场力的方向为竖直向下，则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3】（2024·江苏泰州·一模）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线cm矩形线圈，漆包线cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线）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）在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置，图 的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止；另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 中的电流方向。生活中的电动机03【典例】（23-24九年级上·湖南长沙·阶段练习）为保护环境，越来越多的人倾向于购买国产电动车，下列关于电动车说法正确的是（ ）A．电动车利用热机提供动力 B．电动车在工作时，电能转化为机械能C．电动车在充电时，化学能转化为电能 D．汽车使用水作冷却剂是由于其比热容小【变式4】（22-23九年级上·江苏南京·期末）如图所示，下列电器中不是应用电流热效应工作的是（）A．电风扇 B．电熨斗C．电水壶 D．电饭锅【变式5】（23-24九年级下·河南周口·阶段练习）智能机器人目前已经能够为人类在很多方面提供优质的服务，例如在酒店，机器人可以辅助或替代酒店员工的工作，提供解释如何办理入住和退房手续、送餐等服务。如图所示，某品牌消毒机器人质量为80kg，运行速度为1m/s，g取10N/kg。试问：(1)驱动智能机器人行走的电机工作原理是 ，充电过程中能的转化情况是 。(2)该机器人以运行速度匀速行驶5min，行驶的路程有多少米？ (3)若该机器人装载8kg消毒液，并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强有多大？ (4)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动。克服摩擦力做功的功率为49W，则该机器人受到的牵引力多大？ 【变式6】（2023·贵州黔东南·一模）如图是建筑工人用钻孔机在墙面上钻孔的情景，通电后钻头就会转动从而在墙上转孔，钻孔时钻头会发热。请用学过的物理知识解释以下问题。（1）通电后钻头为什么会转动？ （2）钻孔时钻头为什么会发热？【变式7】（2024·山西吕梁·三模）阅读短文，回答问题氢燃料电池2022年北京冬奥会使用了氢燃料电池汽车，氢燃料电池的工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板，经过催化剂的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板，电子通过外电路到达阴极板，与氧原子和氢离子重新结合为水，如图所示。由于供应给阴极板的氧是从空气中获得的，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水蒸气带走，就可以不断地提供电能。（1）氢燃料电池是将 能转化为电能，它的阴极板为电池的 （选填“正”或“负”）极；（2）氢燃料电池汽车的发动机是 （选填“内燃机”或“电动机”）；（3）说出氢燃料电池汽车的一个优点 。【变式8】（23-24九年级下·广东佛山·阶段练习）某款混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，对其性能进行测试，其部分参数如下表： 纯电能耗 电池容量 燃油能耗 单位质量电池所包含的能量 (1)该混合动力汽车的内燃机是四冲程汽油机，如图所示是汽油机的 冲程，该冲程将机械能转化为 能；(2)该混合动力汽车的电动机工作原理与下图原理相同的是______；A． B．C． D．(3)从表提供信息中计算出该电动汽车配备的电池质量是 kg；(4)某次从佛山到韶关游玩路程为220km，中途在服务区充电所需费用为26元，则充一度电所需电费 元（保留一位小数）。(5)该混合动力汽车以纯油驱动行驶100km，若该汽车工作时内燃机的热效率为40%，汽车所受阻力为700N，剩余能量则用于为电池充电，则能为电池充电的电量为 J。（汽油密度取，汽油热值取）产生感应电流的条件04【典例】（24-25九年级上·江苏南通·阶段练习）小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，则实验装置中甲部分应用的物理原理是 ；实验装置中的乙部分，是将电能转化成 能；其中 （选填“甲”或“乙”）部分产生的现象与电动机的工作原理相似。【变式1】（2024·河北沧州·二模）如图所示为“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，实验时将开关、导线、灵敏电流表用导线串联起来组成闭合回路。若磁体保持静止，导线做 运动时，灵敏电流表指针偏转，在这个过程中， 能转化为电能。若将图中灵敏电流表换成 ，还可以探究电动机原理。【变式2】（2024·山东济宁·二模）如图甲所示，磁体和导体棒均水平放置，断开，闭合，使导体棒水平向右运动，灵敏电流计G的指针向右偏转，这是 现象。断开、闭合，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填（选填“电动机”或“发电机”）。如图乙所示，在通电螺线管的右边有一枚小磁针，图中箭头表示电流方向，则小磁针的N极将 转动（选填“不会”、“顺时针方向”或“逆时针方向”）。【变式3】（2024·山东威海·一模）将风扇（内部有磁铁和线圈）、干电池和灵敏电流表等按图所示电路连接．当断开、闭合时，电扇转动，风扇转动的原理与 （选填“电动机”或“发电机”）工作的原理相同。当断开、闭合时，用手快速拨动风扇叶使其转起来后，发现电流表指针左右摆动，其原因是 ．【变式4】（2022·湖北襄阳·一模）小东在探究“产生感应电流的条件”的实验中，按照如图所示的装置组装实验器材，他闭合开关后，迅速向右移动导体棒将观察到的现象是 ；理由是 。【变式5】（2024·广东·二模）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。(1)5月23日，时速可达600公里的高速磁悬浮列车试验样车在青岛下线，工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在磁场，根据右手螺旋定则，可判断出来图中该电磁铁的上端是电磁铁的 极；该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 ；(2)高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，利用 的原理将车辆的机械能转化为电能。【变式6】（2024·辽宁大连·一模）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。如图所示，将通电的导线放入磁场中闭合开关后，导线向外（右）运动，改变导线中电流的方向，导线运动的方向 （填“不变”或“改变”）。若将图中的电源换接上灵敏电流计，就可以探究 现象，该实验进一步揭示了电和磁之间的联系。电磁感应现象05【典例】（2024·河南信阳·二模）小明利用如图所示的装置探究感应电流产生的条件。（1）实验时，通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。（2）闭合开关，将蹄形磁体水平放置，使导体AB从图示位置向左运动，电路中 （选填“无”或“有”）感应电流产生；若保持导体AB不动，要产生感应电流，还可以进行的操作是 。（3）小明在操作中发现灵敏电流计的指针偏转角度较小，请你写出一种使实验现象更明显的方法： 。【变式1】（2024·宁夏银川·二模）2023年哈尔滨马拉松于8月26日鸣枪开跑，比赛采用感应器计时系统。感应器芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是( )A．B．C．D．理由： 【变式2】（2024·山东聊城·二模）探究电磁感应现象应该选用如图中 所示的装置进行实验。实验中与扬声器原理相似的是装置图中 【变式3】（24-25九年级上·云南保山·期中）无线充电原理是电磁感应现象，送电线圈形成变化的磁场使受电线圈的磁场发生变化，进而形成感应电压。无线充电被广泛应用在手机上，其工作原理图如图所示。影响无线充电的因素有电源、调节装置、线圈大小、线圈匝数、两线圈间的距离。某小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小与两线圈间的距离的关系，他们准备的实验器材有相同规格的漆包线绕制的线圈、电源、调节装置、电压表等。①实验时，我们需要控制的变量除了电源、调节装置、线圈的匝数之外，还需要控制的是 ；②正确连接电路，接下来的操作是 ；④可以得到 。说明在其它条件相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压就越大。【变式4】（23-24九年级上·山东东营·阶段练习）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置。用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来(1)该实验中，灵敏电流计的作用是： 、 ；(2)确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，原因是 、 ；(3)在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完兽后，观察到的现象如表所示，闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流； 序号 磁体（磁极）放置方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转情况 1 上N下S 静止 不偏转 2 竖直向上运动 不偏转 3 竖直向下运动 不偏转 4 上N下S 向左运动 向右偏转 5 向右运动 向左偏转 6 上S下N 向左运动 向左偏转 7 向右运动 向右温转(4)比较4、5、6、7次实验可以得出：感应电流方向与 有关。电磁感应的应用06【典例】（2024·陕西宝鸡·二模）图甲是物理老师上课时使用的“小蜜蜂”扩音器，图乙是其工作原理图，声信号由麦克风（话筒）转化为电信号，经放大器放大后，再传入扬声器转化为声信号播出。麦克风的工作原理是 现象，扬声器的工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。【变式1】（2020·湖北武汉·模拟预测）如图所示，录音机录音时声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地 ，于是记录了一连串有关磁性变化的信息，磁粉小颗粒是由 （填“硬磁性”或“软磁性”）材料制成的。放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。下列选项与扬声器工作原理相同的是 （填字母标号）；A．直流电铃 B．电磁继电器 C．电动机 D．动圈式话筒请在图中磁头线圈上用箭头标识此时电流的方向。( )【变式2】（2024·河南新乡·模拟预测）如图所示，光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，且处于竖直向上的磁场中，AB、CD是两根金属棒，AB从光滑的斜面自由滑下，运动到水平面时，发现CD开始向右运动。从能量转化的角度考虑，AB在水平面上运动过程中速度将 （选填“变大”、“变小”或“保持不变”），CD在水平面运动的原理和 （选填“发电机”或“电动机”）相同。【变式3】（23-24九年级下·福建福州·开学考试）某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪，地板下方铺设的结构如图所示，当踩踏地板时，使固定在地面上的弹簧线圈做 磁感线运动，使闭合电路中产生感应电流，该感应电流是 （选填“交流电”或“直流电”）。【变式4】（2023·湖北武汉·模拟预测）把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流，如图甲所示，手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来（填“相同”或“相反”），并与发电机串联，如图乙所示。转动摇把，发现两个二极管交替发光，说明电路中产生的是 电流，简称交流。 【变式5】（22-23九年级上·河南平顶山·期末）如图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是 （选填“1”、“2”、“3”或“4”），该发电机产生的是 （选填“交流电”或“直流电”）。巩固练习一、单选题1．（23-24九年级上·河北秦皇岛·期末）在物理学的发展过程中，下列物理学家都做出了杰出的贡献，其中首先发现电磁感应现象的是（ ）A．焦耳 B．奥斯特 C．安培 D．法拉第2．（2024·海南·中考真题）电子计数器测量原理是通过切割磁感线产生变化的电流计数，下列设备与计数器工作原理相同的是（ ）A．柴油机 B．电动机 C．汽油机 D．发电机3．（2024·云南昭通·二模）下列四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（）A．电热水壶 B．洗衣机C．电风扇 D．扫地机器人4．（23-24九年级下·安徽淮北·阶段练习）如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（）A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同C．图乙中的线圈处在平衡位置上D．由于具有惯性，线·黑龙江哈尔滨·一模）下列有关磁与电现象的说法不正确的是（）A．甲图，此现象的原因跟验电器的工作原理相同B．乙图，改变电磁铁中电流的方向可以改变电磁铁的南、北极C．丙图，利用它的原理人类发明了发电机D．丁图，电流和磁场方向同时改变为相反方向时，导体ab运动方向也变为相反方向6．（2024·四川成都·二模）如图所示是简易电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置一个磁体。将线圈接入电路，闭合开关后线圈转动起来。下列关于该电动机模型的说法正确的是（）A．利用电磁感应原理工作B．工作时机械能转化为电能C．对调电源正负极可改变线圈转动方向D．增大电路的电流可改变线·江西南昌·一模）小明拆开了实验室某电流表，看到内部结构大致如图所示。通电后发现，内部线圈转动会带动螺旋弹簧以及指针偏转。下列说法错误的是（ ）A．它利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理B．通过电流表的电流越大，螺旋弹簧的形变越大C．螺旋弹簧的形变越大，指针偏转越明显D．若电流从负接线九年级上·河北张家口·期末）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要加快线圈顺时针转动的速度，下列方法中可行的是（ ）A．减小电路中的电流 B．只改变电路中电流的方向C．对调磁极位置同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁铁9．（2024·江苏苏州·二模）电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。下图能说明这一原理的是（）A． B．C． D．10．（2024·安徽阜阳·二模）如图所示为小宇探究电磁感应现象的原理图，A、B为两块电磁铁的两端，让线圈从不同高度竖直下落，观察灵敏电流计的指针偏转角度，其中，下列说法正确的是（ ）A．调节变阻器的滑片右移，小灯泡越暗，两块电磁铁的磁性越强B．调节变阻器的滑片左移，小灯泡越亮，两块电磁铁的磁性越弱C．若将电源正、负极对调，可探究感应电流大小与磁场强弱的关系D．若线圈分别从高为和处自由竖直下落，可探究感应电流大小与线·福建南平·二模）如图是一款能发电的魔方，根据 原理，转动魔方时能产生电能。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，充电时魔方相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。12．（24-25九年级上·全国·课前预习）小明为观察磁场对通电线圈的作用。如图所示，用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中。闭合开关后，看到线圈 （“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”）。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13．（2022·安徽合肥·二模）如图甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，如果电流方向向下，导体ab受到向右的力；若磁场方向不变，一电子沿图乙所示的速度方向向上运动，该电子受到向 （选填“左”或“右”）的力。14．（2024·陕西宝鸡·一模）汽车启动的工作原理图如图所示，旋转汽车钥匙（闭合汽车内开关），电磁铁具有磁性而把衔铁A吸下来，使动触点B与静触点C接触，电动机所在电路接通。AOB相当于一个绕O点转动的 。电动机启动时电流很大，其所在电路连接选用粗且短的导线可以减小导线的 ，避免因为电流的 效应带来的电路损坏，电动机是利用 在磁场中受力转动的原理工作的。15．（2022·福建莆田·一模）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。16．（2022·河南商丘·一模）如图所示，某实验小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”），原因是 。17．（2022·湖北宜昌·中考真题）如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器 持续发声，线圈 持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）18．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段练习）小明乘坐爸爸驾驶的以汽油机为动力的汽车外出游玩，观察到仪表指示发动机转速为3000r/min，则这台汽油机每秒对外做功 次。利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了 能，实现了对电池的充电，既节约了汽油，又减少了尾气排放。19．（2024·安徽·二模）如图为中国科学技术馆中介绍利用潮汐发电的示意图。浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做 运动，从而使线圈产生了感应电流。三、实验题20．（21-22九年级上·广东佛山·期末）如图所示，使线圈位于两磁极间，请你看图回答下列问题： ①通电后，图1中ab段导线的电流方向是 （选择“由a到b”、“由b到a”）；②图1中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图3中ab段导线所受磁场力的方向；线所示位置，用 （填写一种器材名称）可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈，这是因为导体在磁场中运动的方向与 方向有关；③若把图1中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热，此过程机械能先转化为 能再转化为 能。21．（20-21九年级上·浙江宁波·期末）小敏同学探究“通电导线在磁场中受力”的实验电路如图甲所示，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4，说明通电导线在磁场中受力方向与 有关；（2）小敏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）小敏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乙中的 。22．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）如图是“磁场对通电导线)为了使实验顺利进行，装置中的导体ab应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）；(2)接通电源，导体ab向左运动，说明磁场对电流有力的作用。 是利用这一原理工作的（选填“电动机”或“发电机”）；(3)若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到导体ab向 （选填“左”或“右”）运动，说明力的向与 方向有关；(4)若将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab做 运动，发现电流表指针偏转，导体ab中 感应电流通过（选填“有”或“没有”），导体ab的 能转化为 能。23．（23-24九年级下·河南焦作·阶段练习）小明用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。(1)实验时将电流表、导线ab串联起来组成 回路。(2)小明按如图所示的步骤操作，a表示导线ab，垂直于纸面。它在磁场中按箭头所指的方向运动，能使电流表指针偏转的是（）A． B． C．(3)在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施： 。(4)在如图所示的实验中装置中，将电流表换成 进行触接，还可以探究电动机的工作原理。提优练习一、单选题1．（2024·福建泉州·三模）如图所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是（）A．铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的转动方向不变C．将电源的正负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘的转动方向改变2．（2024·安徽·一模）电动机在生活中的应用越来越广泛，某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示，图乙是两种不同安装方式的电动机，每个电动机的两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；C和D是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（）A．线圈连续转动是靠电流做功实现的B．电动机通电后不转，一定是电路断路C．线中均产生感应电流，线的转动方向相反D．线°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边的受力方向均发生改变3．（2024·广东广州·一模）如图甲所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，已知闭合开关时，该磁场对导体ab产生向北的作用力。已知螺线管通电后外部磁场的情况如图乙所示。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导线中电流的作用力方向与图中ab的受力方向方向相同（）A． B． C． D．4．（2024·河南周口·一模）如图甲所示的电动机在生活中的应用越来越广泛，图乙为电动机的工作原理图。线圈abcd处于水平向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（）A．线圈连续转动是靠电流做功实现的B．电动机通电后不转，一定是电路断路C．图乙中，线°时，ab边受力方向改变D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能5．（2023·安徽池州·二模）如图所示，放在磁场中的闭合矩形线圈abcd在外力的作用下，使线圈自图示位置（即线圈平面平行磁感线;逆时针匀速转动，在图示位置电流沿着abcd流过线圈，下列说法正确的是（） A．该装置的工作原理是磁场对通电导体有力的作用B．线°时，电流还沿着abcd流过线圈C．线圈在转动的过程中，将机械能主要转化为电能D．线圈在转动的过程中，其一定不受磁场力的作用6．（23-24九年级上·广西百色·期末）如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（）A．这两个时刻线圈中的电流方向相同B．这两个时刻ab边中的电流方向相同C．这两个时刻ab边受到的磁力方向相同D．在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同二、填空题7．（24-25九年级上·湖北黄冈·阶段练习）小明乘坐爸爸驾驶的以汽油机为动力的汽车外出游玩，观察到仪表指示发动机转速为3000r/min，则这台汽油机每秒对外做功 次。利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了 能，实现了对电池的充电，既节约了汽油，又减少了尾气排放。8．（2024·安徽·二模）如图为中国科学技术馆中介绍利用潮汐发电的示意图。浮标带动磁铁随波浪上下起伏，使线圈做 运动，从而使线·云南昆明·二模）如图所示，晓佳将一简易电动机接入电路中，闭合开关，小灯泡发光但电动机线圈不转动，通过检查，排除线圈被卡不转动的可能，于是晓佳判断可能是电动机线圈短路而不转动，晓佳的同学小华却认为：不一定是线圈短路才不转动，也可能是线圈所受磁场力太小。为帮晓佳找出电动机不转动的原因，他们可利用如图所示的电路图和多节新电池、磁性强弱不同的多块磁铁进行实验。他们进行的操作是 ，若 ，说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。 10．（23-24九年级下·湖北孝感·期中）小红同学在家找到两个外观一样，额定电压均为220V的普通白炽灯，其铭牌已经模糊，看不出额定功率，但是可以直接通过观察灯丝比较出两只灯泡的额定功率，请你判断，两只灯泡中，电阻较大的是 灯，若将两只灯泡串联起来，接在220V的电路中，两灯的亮度情况是 （选填“甲灯更亮”，“乙灯更亮”或“两灯一样亮”），小刚将灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，如图丙所示，他发现发光的灯丝在晃动，类似于 。（填“电动机原理”或“发电机原理”）三、实验题11．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）小马同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器“；0.5A”、电流表（、）、电压表（、）、学生电源（电压4.5）、开关、导线)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整 （要求滑片向右移动时灯泡变亮）；(2)连接好电路，移动滑动变阻器滑片，小明发现小灯泡始终不亮，电压表、电流表示数均为0，经检查电表完好，则故障可能是______；A．小灯泡断路 B．小灯泡短路C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路(3)故障排除后，刚闭合开关时，电流表示数为0.15A，移动滑动变阻器的滑片，改变灯泡两端电压，小马根据实验中获得的数据绘制小灯泡“”图象如图丙所示，当小灯泡正常发光时，电流表指针偏转如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W；(4)移动滑片使小灯泡正常发光的过程中，当滑动变阻器达到功率最大时，最大功率可能是______。A．0.5W B．0.5625WC．0.6075W D．0.675W(5)完成上述实验后，小明又找来、、、的电阻各一个，不改变滑动变阻器的规格和电源电压，来完成探究“电流与电阻的关系”实验，电流表（），电压表（）；要完成这四次实验，应控制的电压表示数的范围为 V。(6)小马同学继续实验：“探究什么情况下磁可以生电”。实验装置如图丁所示：①实验中，AB棒的材料可能是 （填“塑料”或“铝”）。②实验时，通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。③闭合开关，实验探究过程记录如表所示： 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动不切割磁感线 切割磁感线运动 有根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为 能。④保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。⑤若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。12．（2024·云南·模拟预测）用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图的甲、乙、丙所示。(1)乙图中，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，则磁化后的铁钉的尖端为 （填“N”或“S”极）。(2)丙图中，用电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 （填“向上”或“向下”）。(3)这个简易电动机工作时，将电能转化为 能。(4)丙图中，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 方向。13．（2024·福建莆田·二模）如图为某电动机的原理简图，EF、为螺线管，为电动机的线圈，为转轴，电源电压恒定。闭合开关后，从O点沿转轴观察，线)螺线管的F端为 极，FP间的磁场对 有力的作用，在铜半环和电刷的配合下，电动机能持续转动下去，该过程是电能转化为 能；(2)若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线)若只将滑动变阻器的滑片向右移动，能观察到的现象是： 。14．（2024·江西九江·一模）【实验名称】设计小型电动感应系统【进行实验】(1)制作小型电动机经过课堂学习，我们了解到电动机中有线是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，小明用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动，这是因为 ；A．电刷与换向器接触不良 B．线圈内部断路C． 线圈正好处于平衡位置①如果仅将图1中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动方向与原来转动方向 （选填“相同”或“相反”）；②如图1所示，小明换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。为了便于改变线圈转动速度，在不改变电源电压的情况下，他可以在电路中 （选填“串联”或“并联”）一个 ；(2)设计电动感应电路同学们看到商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。图2是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。四、综合题15．（23-24九年级下·江苏南通·阶段练习）某款智能电动汽车，部分参数如表： 整车质量 1650k 电动机最大功率 160kW 最高时速 155km/h 电池容量 60kW·h 电池能量密度 150(W·h)/kg 最高续航里程 600km电池是电动汽车的核心，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。电动汽车的续航里程是指电动汽车上动力蓄电池以全充满状态开始到标准规定的试验结束时所走过的里程，是电动汽车重要的经济性指标。能量回收是电动汽车特有的功能，车辆在减速或制动时车轮的转动会带动驱动电机转动发电，再为汽车动力电池充电，达到能量回收利用的效果。电池的使用寿命有限，电池寿命的结束是指电池总容量衰减到设计容量的80%或者以下。电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数，很多因素都会影响电池的循环寿命，如电池温度、充放电电流等。有研究表明，不同的放电深度也会影响电池的循环寿命，例如，一辆电动车将电池电量从70%用到30%，则这次的放电深度为40%；再次使用前将电池充电到90%后，又用到30%，这次的放电深度就为60%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电，研究人员以不同的放电深度对电动车电池进行充放电循环研究，得到了电动车电池100%全循环放电次数与放电深度的关系，如图所示。由图像我们不难看出，合理规划充放电策略，可以有效延长电动车电池的使用寿命。（1）电动汽车的动力装置为电动机，其工作原理是 ；（2）电动汽车充电站的一排充电桩，这些充电桩是 （选填“串联”或“并联”）的；电动汽车在充电时，电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）；（3）该车快充半小时即可将电池容量由20%充至80%，其充电功率为 kW；（4）在一次测试过程中，该车以最大功率在水平地面上5分钟内匀速直线米。则该车在这次测试过程中牵引力所做的功是 J，该车受到的阻力f为 N，在电池满电状态下，按此测试速度行驶，最多能续航 h；（5）电池循环寿命指的是电池寿命结束前进行的 ，最有利于延长电池寿命的使用策略是当电池用掉 电量时充电。若电动车每天使用前都充电到总电量的95%，第一天结束行驶后电池电量为45%，若第二天开始每天耗电量都比前一天增加10%，则电动车电池在连续5天时间内完成了约 的100%全循环放电。16．（23-24九年级上·北京·阶段练习）阅读下文，回答问题。18 世纪后期在德国兴起了自然哲学思潮，弘扬自然界中联系、发展的观点。丹麦物理学家奥斯特（1777-1851）青年时代深受康德哲学的影响成为了德国自然哲学学派的追随者，一直坚信电磁之间存在联系，但做了大量实验都没有成功。1819 年冬天，他受命主持一个电磁研究，在研究中他产生了一个新的想法，即电流的磁效应可能不在电流延长线 年在一次讲座快结束时，他灵机一动进行了这个实验，果然发现电流接通后，通电导线附近的小磁针动了一下。奥斯特惊喜万分，又反复实验，在 1820 年7 月 21 日发表论文《关于磁针上电流碰撞的实验》。论文指出，电流产生的磁力既不与电流方向相同也不与电流方向相反，而是与电流方向垂直，还指出电流对周围磁针的影响可以透过各种非磁性物质。奥斯特的发现马上轰动了整个欧洲科学界。当年 8 月，法国物理学家阿拉果（1786-1853）在瑞士听到这一消息，迅即返回法国，与 9 月 11 日向科学院报告了奥斯特的新发现。法国物理学家安培（1775-1836）敏锐地感到这一发现的重要性，第二天即重复了奥斯特的实验。一周后，他向科学院提交了一篇论文，提出了磁针转动方向与电流方向判定的右手定则，即以用右手握住通电导线，大拇指方向为电流方向，则四指弯曲方向与磁场方向一致。再一周后，安培提交了第二篇论文，讨论了平行导线之间的相互作用问题。只是受到奥斯特电流与磁针之间的相互作用的启发，安培就能认识到电流与磁体的等效， 并在极短时间内将这一发现推广到电流与电流之间的相互作用。1820 年底安培将他研究的电流元与电流元之间的相互作用规律发表，提出了安培定律，构成了电动力学的基础。安培之前，“电流”的概念尚未成为一个科学概念，正是安培首先规定了电流的方向，他大概受富兰克林的影响，认为电流是电液体由正极向负极流动，因此将电流的方向规定为正电荷流动的方向。今天我们知道，金属导线中是带负电荷的电子在定向运动，与安培的规定正好相反，但是按这个规定也不会带来什么麻烦，因此物理学界依然沿袭了安培的规定。另外，奥斯特电流的磁效应的发现也使得测量电流的大小成为可能，安培根据电流与磁体之间的相互作用发明了电流计，从而使电动力学真正走上了定量实验的道路。1821 年初，安培提出了安培分子假说，认为磁体产生磁场与电流产生磁场本质应该是一样的，磁体内部每一个“分子”中都带有回旋电流，产生的磁场可以根据右手定则来判定，如果“分子电流”排列方向趋于一致，那么物体就会产生宏观的磁性，这种假说当时并不受重视，因为当时的人们对分子、原子的认识还比较粗浅，70 多年后才由汤姆生发现电子揭示原子内部结构，安培的分子电流模型是非常超前的。虽然安培认为磁性来源于分子电流与我们今天认为磁性产生的原因并不完全相同，但安培从错综复杂的现象中，提炼出磁现象的电流本质，是极有洞见的。（1）安培评价奥斯特实验说：“奥斯特先生，已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起。”奥斯特的重要贡献在于他发现了 。（2）电流计的原理是 。（3）安培认为分子内有回旋电流，若某分子回旋电流如图所示， 它中心产生的磁场方向沿虚线向 （选填“上”或“下”）。（4）关于安培“分子电流假说”正确的是 。A．可以解释条形磁铁与通电螺线管磁场之间的等效性B．可以解释为什么没有只有一个磁极的磁体C．可以计算电流与磁铁之间力的大小D．可以计算电流与电流之间力的大小17．（2023·广东惠州·一模）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机M组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙所示。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时（即控制电路中的电流I0.1A），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器R1的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当R1受到2000N压力时，R1与定值电阻R2的功率之比为2∶1。 （1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N；当有人乘坐电梯时，电磁铁的磁性将 （选填“变强”或“变弱”）；（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路（导线）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为 N，定值电阻R2为 Ω；（4）为了让电动机转动时实现电梯的上升和下降，工作电源要选 （选填“交流电”或“直流电”）。五、科普阅读题18．（2024·江苏盐城·二模）阅读材料，回答问题；福建号首次海试2024年5月8日下午，中国第三艘航母“福建”号完成为期8天的首次试航，顺利返回码头，福建舰是由我国完全自主设计，建造的首艘电磁弹射型航母，其满载时的排水量为8×105t。福建舰采用平直通长飞行甲板，配置了全球领先的电磁弹射装置，此装置主要由弹射器和磁场较强的电磁轨道组成，弹射器在电磁轨道上，并与舰载机的前轮连接。当弹射器内的导体通以强大电流时，就会受到强大的推力而带动所搭载的舰载机向前运动，使舰载机被弹射飞出。福建舰的电磁弹射装置简易结构如图甲所示，空载的舰载机质量为10t，舰载机起飞时需要达到一定的速度（相对于空气），因此需要建造较长的起飞跑道。电磁弹射轨道上舰载机的速度v与路程s的关系如图乙所示，为了使福建舰海试成功，技术人员还在风洞中模拟了舰载机的升力F与速度v的关系，如图丙所示；（1）舰载机满载时起飞的最低速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）舰载机空载时起飞的最低速度；（2）福建舰满载时受到的浮力是 N，舰载机离开航母后，航母所受到的浮力将 （选填“增大”“减小”或“不变”）；（g取10N/kg）（3）若航母静止在水面上，则空载的舰载机起飞需要至少 m的电磁弹射轨道；（4）若航母以54km/h的速度航行，为使空载的舰载机能够起飞，需要至少 m的电磁弹射轨道。若所施加的牵引力始终为1×105N，电磁弹射装置的机械效率为50%，则该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少 J的电能；（5）电磁弹射技术的优势之一是电磁弹射的弹射力度可以根据舰载机的类型不同进行调节，无论是轻型还是重型飞机，都能找到合适的弹射力度。如果你是电磁弹射器的设计师，请写出一种可以方便改变弹射器的弹射力度的方法： 。19．（2023·江苏苏州·一模）阅读材料，回答问题。电动机的能量电动机利用通电线圈在磁场里转动的原理，把电能转化为机械能。若电动机输入端的电压为U，且电动机不加任何负载，那么在电动机接通瞬间，线圈没有转动，因而此时电流可以计算为：，这个是欧姆定律得出的结论。但当电动机的线圈在磁场里转动时，线圈导线切割磁感线，所以在线圈中必然要产生感应电压，我们把它称作感应电动势E，因其方向跟外加电压的方向相反，通常把这个感应电动势称作反电动势。记做。线圈的两条侧边都会切割磁感线，同时产生感应电动势，如图所示，其大小分别为和，反电动势，这样加在线圈上的实际电压不再是U了，而变成了。从能量上看，由于存在着反电动势，有一部分电能转化为机械能，电功并不等于电热，此时电路供给电动机的功率（输入功率）UI，转化为机械能的功率（输出功率）E反I，以及线）如果用E反表示反电动势，U表示外加电压，R表示线圈电阻，那么电动机工作时通过线圈的电流强度等于 （用字母表示）；（2）若一台额定电压为3V的小直流电动机正常工作时，正常转动时反电动势为2.4V，线Ω，该电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为 %。原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6学科网（北京）股份有限公司$$专题16.4-16.5 安装直流电动机模型 电磁感应 发电机【苏科版2025】知识汇编 1专题01 直流电动机的基本构造及工作示意图 2专题02 换向器的构造及作用 6专题03 生活中的电动机 9专题04 产生感应电流的条件 14专题05 电磁感应现象 18专题06 电磁感应的应用 21巩固练习 26提优练习 39知识汇编一、电动机的基本构造1.构造：能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成.在电动机里，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子.电动机工作时，转子在定子中飞快地转动.2.工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而发生转动的原理工作.3.能量转化：电动机把电能转化为机械能.它利用了磁场对通电螺线圈的作用而使线圈转动起来，为使电动机持续转动必须安装换向器.4.应用：电动机、电风扇、洗衣机.二、什么情况下磁能生电1.电磁感应的发现：1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.2.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流.这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流.3.感应电流产生的条件：闭合电路；导体做切割磁感线.构造：由线圈、磁极、铜环和电刷组成.2.工作原理：利用了电磁感应的原理发电.交流发电机线圈两端各接一个铜制圆环，铜滑环随线圈一起转动，将线圈中产生的电流传输给外部电路.3.能量转化：机械能转化为电能.4.交流电和直流电：大小和方向都不变的电流叫做直流电；大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电.直流电动机的基本构造及工作示意图01【典例】（23-24九年级下·内蒙古赤峰·阶段练习）如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，他应将( )A．左侧的绝缘漆都刮掉，右侧的绝缘漆刮掉一半B．左、右转轴上的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉【答案】A【详解】A．在左、右转轴上刮漆是为了让线圈能够持续转动，起到换向器的作用；左侧的绝缘漆都刮掉，右侧的绝缘漆刮掉一半，刚开始线圈通电，受到磁场力开始转动，转过半圈后有绝缘漆的一面与支架之间不能通电，线圈由于惯性转过半圈，然后继续通电转动，可以实现持续转动，故A符合题意；B．左、右转轴上的绝缘漆都刮掉，刚开始线圈通电，受到磁场力开始转动，转过半圈后继续通电且电流方向不变，线圈受力方向不变，所以线圈不能持续转动，故B不符合题意； C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，线圈转轴始终有一侧不能通电，所以线圈不会转动，故C不符合题意； D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉，线圈上不会有电流通过，线圈不会转动，故D不符合题意。故选A。【变式1】（2024·安徽亳州·二模）如图所示的电动机在生活中的应用越来越广泛，图乙为电动机的工作原理图。线圈处于水平向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（）A．线圈连续转动是靠电流做功实现的B．电动机通电后不转，一定是电路断路了C．图中受磁场力向上，转动时受磁场力向下D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能【答案】C【详解】A．线圈在非平衡位置连续转动是靠电流做功实现的，在平衡位置连续转动是靠惯性实现的，故A错误；B．电动机通电后不转，可能是电路断路了，没有电流通过，也可能是线圈恰好处于平衡位置，线圈受到的作用力不能使线圈产生转动效果，故B错误；C．图示中线圈顺时针转动，电流沿abdd流动，ab在左侧时受到的力向上，cd受到的力向下，ab转动180度，转到右侧，电流方向改变，受力方向也改变，受力向下，线圈能连续转动，故C正确；D．电动机在转动过程中，需要克服摩擦做功，所以消耗的电能大部分转化为机械能，小部分转化为内能，故D错误。故选C。【变式2】（23-24九年级上·湖南株洲·期末）如图所示，某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方 （填“相同”或“相反”）。【答案】 N 相同【详解】[1]由图可知，电磁铁螺线管上导线的电流向右，根据安培定律则电磁铁的上端为N极。[2]若只将电源的正负极互换，线圈受力的方向发生改变，因为线圈转动方向会与原来的转动方相同。【变式3】（2024·福建厦门·一模）如图所示，这是自制简易电动机模型。（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，其中一端的漆皮全部刮去，另一端的漆皮刮半周留半周。按这种方法刮漆的目的是使线）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？（说出两点即可）① ；② ；（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：① ，② ；（4）如果还想改变线圈转动的快慢，应该怎么办？ 。【答案】 持续转动 将线圈拨转一定角度 增大电源电压/换一块磁性更强的磁体 只改变电流方向 只改变磁场方向 改变电路中的电流的大小【详解】（1）[1]在线圈引出线的两端进行刮漆处理，是为了转动的前半圈通电，线圈受力转动，后半圈断电，依靠惯性继续转动，再转到前半圈时，线圈又通电电流方向与前面通电时电流方向相同，受力转动方向相同，实现持续转动。（2）[2][3]电动机不转动的原因可能是在通电前线圈刚好处于平衡位置，所以可以试着用手拨动一下线圈；电动机不转动的原因还有可能是因为线圈受力太小，所以应试着增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。（3）[4][5]通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系，所以要想改变线圈的转动方向，可以只改变电流方向或磁场方向。（4）[6]如果还想改变线圈转动的快慢，可以改变电路中的电流的大小来改变线圈受力的大小，就可以改变线九年级下·江苏苏州·阶段练习）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线cm矩形线圈，漆包线cm，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）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】 B 乙 没有作用在同一直线]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）[2][3][4]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。换向器的构造及作用02【典例】（23-24九年级下·广东惠州·开学考试）研究电动机的工作过程，电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。左下图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ，线度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。右下图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 。【答案】 通电导体 见解析 换向器【详解】[1]通电导体在磁场中受到力的作用，电动机是根据磁场对通电导体有力的作用的原理制成的。[2]线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。[3]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。【变式1】（23-24九年级上·吉林辽源·期末）在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过 位置时就自动改变线圈中的 。【答案】 平衡 电流方向【详解】[1][2]换向器的作用：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。8．（2023·广东广州·二模）如图所示的装置，线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置。 （1）图甲中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到a”），图乙中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到a”）；（2）图甲中ab段导线所受磁场力F的方向竖直向上，请标出图乙中ab段导线所受磁场力的方向 ；（3）本装置是采用 的办法使线圈连续转动下去。【答案】 由b到a 由a到b 改变电流方向【详解】（1）[1]由于电流从电源的正极出发，故图甲中ab的电流方向是由b到a。[2] 在图乙中，导线ab中的电流方向是由a到b，与图甲的电流方向相反。（2）[3]磁场方向不变，导线ab中的电流方向改变，所以导线ab的受力方向改变，图甲中导线ab的受力方向向上，所以图乙中导线ab的受力方向向下，如下图所示 （3）[4]由图可知，本装置是采用改变电流方向的办法使线圈连续转动下去，图中换向器起到改变电流方向的作用。【变式2】（23-24九年级上·江西南昌·期末）在直流电动机的工作过程中，“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 ，从而实现通电线圈在磁场中的受力方向 （选填“改变”或“不变”）从而连续转动。【答案】 电流方向 改变【详解】[1][2]为了使直流电动机的线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，实现通电线圈在磁场中的受力方向的改变，“换向器”起了关键的作用。10．（2024·湖北武汉·二模）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线）应在、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极水平指向极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若段导线受磁场力的方向为竖直向下，则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】 电源 铝棒 不是 BC【详解】（1）[1][2]探究磁场对通电直导线的作用，要给导体AB通电，所以应在、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）[3]由图乙可知，段导线受磁场力的方向为竖直向下，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）[4]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。【变式3】（2024·江苏泰州·一模）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线cm矩形线圈，漆包线cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线）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）在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置，图 的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止；另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 中的电流方向。【答案】 B 乙 惯性 不在同一直线]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）[2][3][4]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，但由于惯性，会继续转动，不会静止。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不在同一直线]图丙所示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。生活中的电动机03【典例】（23-24九年级上·湖南长沙·阶段练习）为保护环境，越来越多的人倾向于购买国产电动车，下列关于电动车说法正确的是（ ）A．电动车利用热机提供动力 B．电动车在工作时，电能转化为机械能C．电动车在充电时，化学能转化为电能 D．汽车使用水作冷却剂是由于其比热容小【答案】B【详解】A．电动车利用电动机提供动力，A错误；B．电动车在工作时，电瓶带动电动机工作，将电能转化为机械能，B正确；C．电动车在充电时，消耗电能，将电能转化为化学能，C错误；D．汽车使用水作冷却剂是由于其比热容大，和其他液体相比较，吸收同样多的热量水升高的温度低，故D错误。故选B。【变式4】（22-23九年级上·江苏南京·期末）如图所示，下列电器中不是应用电流热效应工作的是（）A．电风扇 B．电熨斗C．电水壶 D．电饭锅【答案】A【详解】A．电风扇中的电动机通电后电风扇转动，电能转化成了机械能，这利用的是磁场对通电导体有力的作用，不是应用电流的热效应，故A符合题意；BCD．电熨斗、电水壶、电饭锅在使用时，电能转化成内能，所以它们利用的都是电流的热效应，故BCD不符合题意。故选A。【变式5】（23-24九年级下·河南周口·阶段练习）智能机器人目前已经能够为人类在很多方面提供优质的服务，例如在酒店，机器人可以辅助或替代酒店员工的工作，提供解释如何办理入住和退房手续、送餐等服务。如图所示，某品牌消毒机器人质量为80kg，运行速度为1m/s，g取10N/kg。试问：(1)驱动智能机器人行走的电机工作原理是 ，充电过程中能的转化情况是 。(2)该机器人以运行速度匀速行驶5min，行驶的路程有多少米？ (3)若该机器人装载8kg消毒液，并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强有多大？ (4)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动。克服摩擦力做功的功率为49W，则该机器人受到的牵引力多大？ 【答案】(1) 通电线圈在磁场中受力转动 电能转化为化学能(2)300m(3)(4)【详解】（1）[1]电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。[2]充电过程，是将电能转化为化学能存储在电池中。（2）机器人运行速度为1m/s，匀速行驶5min，行驶的路程为s=vt=1m/s×5×60s=300m（3）由于机器人静止在水平地面上，所以机器人对地面的压力等于机器人与消毒液的重力和，所以机器人对地面的压力为F=G总=m总g=（80kg+8kg）×10N/kg=880N与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强为（4）由题意可知，该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动，克服摩擦力做功的功率为49W，根据公式P=Fv可得，该机器人受到的摩擦力为因为机器人做匀速直线运动，即处于平衡状态，所以机器人所受的牵引力等于摩擦力，牵引力大小为【变式6】（2023·贵州黔东南·一模）如图是建筑工人用钻孔机在墙面上钻孔的情景，通电后钻头就会转动从而在墙上转孔，钻孔时钻头会发热。请用学过的物理知识解释以下问题。（1）通电后钻头为什么会转动？ （2）钻孔时钻头为什么会发热？【答案】（1）见解析；（2）见解析【详解】（1）钻孔机内部的主要元件是电动机，通电后，消耗电能，将电能转化成了机械能，所以，通电后钻头会转动。（2）钻孔时，钻头克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增大。【变式7】（2024·山西吕梁·三模）阅读短文，回答问题氢燃料电池2022年北京冬奥会使用了氢燃料电池汽车，氢燃料电池的工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板，经过催化剂的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板，电子通过外电路到达阴极板，与氧原子和氢离子重新结合为水，如图所示。由于供应给阴极板的氧是从空气中获得的，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水蒸气带走，就可以不断地提供电能。（1）氢燃料电池是将 能转化为电能，它的阴极板为电池的 （选填“正”或“负”）极；（2）氢燃料电池汽车的发动机是 （选填“内燃机”或“电动机”）；（3）说出氢燃料电池汽车的一个优点 。【答案】 化学 正 电动机 零污染【详解】（1）[1][2]氢燃料电池提供电能，将化学能转化为电能；根据文中信息可知，电子通过外电路到达阴极板，从而在外电路中产生电流，由于电流方向与电子定向移动方向相反，所以阴极板为电源正极。（2）[3]氢燃料电池汽车通过电动机将电池提供的电能转化为机械能。（3）[4]氢燃料电池汽车的优点：生成物是水，零污染。【变式8】（23-24九年级下·广东佛山·阶段练习）某款混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，对其性能进行测试，其部分参数如下表： 纯电能耗 电池容量 燃油能耗 单位质量电池所包含的能量 (1)该混合动力汽车的内燃机是四冲程汽油机，如图所示是汽油机的 冲程，该冲程将机械能转化为 能；(2)该混合动力汽车的电动机工作原理与下图原理相同的是______；A． B．C． D．(3)从表提供信息中计算出该电动汽车配备的电池质量是 kg；(4)某次从佛山到韶关游玩路程为220km，中途在服务区充电所需费用为26元，则充一度电所需电费 元（保留一位小数）。(5)该混合动力汽车以纯油驱动行驶100km，若该汽车工作时内燃机的热效率为40%，汽车所受阻力为700N，剩余能量则用于为电池充电，则能为电池充电的电量为 J。（汽油密度取，汽油热值取）【答案】(1) 压缩 内(2)B(3)250(4)1.5(5)2.66×107【详解】（1）[1][2]由图可知，两个气门都关闭，活塞向上，压缩汽缸内气体，对其做功，使其内能增加、温度升高，将机械能转化为内能。因此是压缩冲程。（2）混合动力汽车的电动机工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。A．图为奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应。故A不符合题意；B．图中开关闭合后，通电后的导体棒在磁场中受力运动，是电动机的原理。故B符合题意；C．图中导体棒在蹄形磁体中做切割磁感线运动时会产生感应电流，该现象为电磁感应现象，是发电机的原理。故C不符合题意；D．话筒利用膜片的振动使线圈做切割磁感线运动产生感应电流，利用了电磁感应原理。故D不符合题意。故选B。（3）该电动汽车配备的电池质量是（4）中途在服务区充电所需费用为26元，则充一度电所需电费（5）由题意知，燃油能耗7.5L/100km，所以汽车以纯油驱动匀速直线，消耗汽油的质量为m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×7.5×10-3m3=5.25kg汽油完全燃烧放出的热量为Q放=m汽油q汽油=5.25kg×4.6×107J/kg=2.415×108J内燃机的热效率为40%，则转化的能量为W=ηQ放=40%×2.415×108J=9.66×107J汽车所受阻力为700N，匀速行驶处于平衡状态，牵引力等于阻力，因此汽车所做机械功为W机械=Fs=700N×100×103m=7×107J为电池充电的电量为W电=W-W机械=9.66×107J-7×107J=2.66×107J产生感应电流的条件04【典例】（24-25九年级上·江苏南通·阶段练习）小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，则实验装置中甲部分应用的物理原理是 ；实验装置中的乙部分，是将电能转化成 能；其中 （选填“甲”或“乙”）部分产生的现象与电动机的工作原理相似。【答案】 电磁感应现象/电磁感应 机械 乙【详解】[1][2][3]由题图可知，闭合开关，使导体棒ab水平向右移动，此时闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会有感应电流产生，这是利用电磁感应现象的原理实现的，此时导体棒ab相当于电源；此装置中的cd相当于放入磁场中的通电导体，通电导体在磁场中会受到力的作用，故cd棒受力运动，这是将电能转化为机械能的过程；电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用工作的，故与装置中乙部分产生的现象是相似的。【变式1】（2024·河北沧州·二模）如图所示为“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，实验时将开关、导线、灵敏电流表用导线串联起来组成闭合回路。若磁体保持静止，导线做 运动时，灵敏电流表指针偏转，在这个过程中， 能转化为电能。若将图中灵敏电流表换成 ，还可以探究电动机原理。【答案】 切割磁感线 机械 电源【详解】[1] [2]若磁体保持静止,导线ab做切割磁感线运动时，电流表指针偏转，电路中有感应电流。在这个过程中，主要是将机械能转化为电能。[3]当电流表换成电源时，导体ab就成了通电导体，通电导体ab在磁场中会受到力的作用而运动，可以探究电动机的工作原理。【变式2】（2024·山东济宁·二模）如图甲所示，磁体和导体棒均水平放置，断开，闭合，使导体棒水平向右运动，灵敏电流计G的指针向右偏转，这是 现象。断开、闭合，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填（选填“电动机”或“发电机”）。如图乙所示，在通电螺线管的右边有一枚小磁针，图中箭头表示电流方向，则小磁针的N极将 转动（选填“不会”、“顺时针方向”或“逆时针方向”）。【答案】 电磁感应 电动机 顺时针方向【详解】[1]断开，闭合，使导体棒水平向右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，电流表G的指针向右偏，这是电磁感应现象。[2]断开、闭合，导体棒有电流，在磁场中受到力的作用，能运动起来，这就是电动机的原理。[3]根据安培定则，通电螺线管的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知小磁针的N极将顺时针方向转动。【变式3】（2024·山东威海·一模）将风扇（内部有磁铁和线圈）、干电池和灵敏电流表等按图所示电路连接．当断开、闭合时，电扇转动，风扇转动的原理与 （选填“电动机”或“发电机”）工作的原理相同。当断开、闭合时，用手快速拨动风扇叶使其转起来后，发现电流表指针左右摆动，其原因是 ．【答案】 电动机 产生了感应电流【详解】[1]风扇内部有磁铁和线圈，当电流通过线圈时，线圈会在磁场中受到力的作用，从而转动，这与电动机工作的原理相同。[2]当风扇叶片带动线圈在磁场中转动时，相当于一个转动的闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应现象，这种运动会在线圈中产生感应电流。感应电流的方向和大小会随着线圈在磁场中的位置变化而变化，因此电流表指针会左右摆动，反映出感应电流的变化。【变式4】（2022·湖北襄阳·一模）小东在探究“产生感应电流的条件”的实验中，按照如图所示的装置组装实验器材，他闭合开关后，迅速向右移动导体棒将观察到的现象是 ；理由是 。【答案】 灵敏电流计指针发生偏转 闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流【详解】[1][2]如图所示，由电磁感应现象可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流。小东在实验中闭合开关后，迅速向右移动导体棒在磁场中做切割磁感线运动，电路中就产生了感应电流，就可以观察到灵敏电流计指针发生了偏转。【变式5】（2024·广东·二模）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。(1)5月23日，时速可达600公里的高速磁悬浮列车试验样车在青岛下线，工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在磁场，根据右手螺旋定则，可判断出来图中该电磁铁的上端是电磁铁的 极；该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 ；(2)高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，利用 的原理将车辆的机械能转化为电能。【答案】(1) S 异名磁极相互吸引(2)电磁感应【详解】（1）[1]由图可知，电流从螺线管上端流入，下端流出，由安培定则可知，螺线管下端为N极，上端为S极。[2]磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，磁体下方是N极，螺线管上端是S极，列车运行时依据磁极间相互作用的原理是异名磁极相互吸引，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的。（2）电机线圈随车轮在磁场中转动，转动中由于切割磁感线而在线圈中产生了感应电流，这种原理叫电磁感应，将列车的机械能转化为了电能。【变式6】（2024·辽宁大连·一模）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。如图所示，将通电的导线放入磁场中闭合开关后，导线向外（右）运动，改变导线中电流的方向，导线运动的方向 （填“不变”或“改变”）。若将图中的电源换接上灵敏电流计，就可以探究 现。
