20.4電動機

一、磁場對通電導線的作用

1.在探究“磁場對通電導體的作用”的實驗中，小明設計了如圖所示的電路，導體棒而用絕緣細

線懸掛在蹄形磁鐵的兩極之間。

（1）磁體周圍和通電導線周圍都存在一種特殊物質是（選填“磁場”或“磁感線”）；

（2）閉合開關前，導體棒心靜止，閉合開關后，導體棒向右運動，說明磁場對—有力的作用；

（3）斷開開關，將圖中磁鐵的N、S極對調，再閉合開關，會發(fā)現(xiàn)導體的運動方向與對調前

的運動方向，說明通電導體在磁場中的受力方向與有關；

（4）斷開開關，將圖中電源的正、負極對調，再閉合開關，會發(fā)現(xiàn)導體如人的運動方向與對調前

的運動方向，說明通電導體在磁場中的受力方向與有關；

（5）如果同時改變磁場方向和電流方向，（填“能”或“不能”）確定受力方向與磁場方向

或電流方向是否有關。

【答案】（1）磁場；（2）通電導體；（3）相反，磁場方向；（4）相反，電流方向；（5）不能.

【解析】（1）磁體周圍和通電導線周圍都存在一種特殊物質是磁場，而磁感線是不存在的。

（2）將一根導體仍置于蹄形磁鐵的兩極之間，未閉合開關前，電路中沒有電流，導體靜止不動，

閉合開關后，電路中有電流，導體運動，說明磁場對通電導體有力的作用。

（3）斷開開關，將圖中磁鐵的N、S極對調，磁場方向改變，再閉合開關，電流方向不變，會發(fā)現(xiàn)

導體岫的運動方向與對調前的運動方向相反，向左運動，這說明通電導體在磁場中的受力方向與磁場

方向有關。

（4）斷開開關，將圖中電源的正、負極對調，電流的方向發(fā)生了變化，再閉合開關，會發(fā)現(xiàn)導體

力的運動方向與對調前的運動方向相反，這說明通電導體在磁場中的受力方向與電流的方向有關。

（5）同時改變磁場方向和電流方向，導體運動的方向不變，不能確定受力方向與磁場方向或電流

方向是否有關。

2.如圖1所示，通電線圈在磁場中發(fā)生扭轉，說明對通電導線有力的作用。利用這個原理

可以制作（填“電動機”或“發(fā)電機”）。

【答案】磁場，電動機。

【詳解】通電線圈中有電流，在磁場中發(fā)生扭轉，表明導體在磁場中受到了力的作用：電動機的工

作是通電導體在磁場中受到力的作用時會發(fā)生轉動。

圖1圖2

3.在研究“磁場對通電導體的作用”實驗中：

（1）利用如圖2甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，應在心人之間接入（選填

“靈敏電流計”或“電源”）;

（2）在乙圖中，通電后cd段導線受磁場力E的方向為豎直向下，此時，時段導線所受磁場力B

的方向是豎直向（選填"上”或“下”）;

（3）要使圖乙中的線圈持續(xù)轉動，應在其外部加裝換向器，自動改變線圈中的方向。圖乙中

的設備將電能轉化為能.

【答案】（1）電源；（2）±；（3）電流，機械。

【詳解】（I）研究“磁場對電流的作用”時，即必須有電源，使得導體中先有電流，所以在八b

間應接電源。

（2）乙圖中，M段導線的電流方向與cd段導線的電流方向相反，所以岫段導線所受磁場力B的

方向與cd段導線受磁場力Fi的方向相反，所以磁場力B的方向是豎直向上的。

（3）耍使圖乙中的線圈持續(xù)轉動，在外部加裝換向器，當通電線圈剛轉過平衡位置時，它能自動

改變線圈中的電流方向，從而使線圈持續(xù)轉動，線圈轉動的過程中，電能轉化為機械能。

4.如圖是某小組自制的玩具電動機。關于電動機下列說法正確的是（）

A.電動機工作時不會將電能轉化為內能

B.電動機工作時:將機械能轉化為電能

C.僅調換磁鐵兩極，線圈轉動方向不會改變

D.電動機工作原理是磁場對通電導體有力的作用

線圈

【答案】D

【詳解】A.線圈有電阻，電流通過線圈會產生熱量，所以電動機工作時有部分電能轉化為內能,

故A錯誤;

B.電動機工作時，消耗電能，獲得機械能，所以電動機工作時主要是將電能主要轉化為機械能,

故B錯誤;

C.電動機的轉動方向與磁極方向和電流方向有關，所以僅調換磁鐵兩極，線圈轉動方向改變，故

C錯誤；

D.通電導體在磁場中會受到力的作用，電動機就是利用方一原理工作的，故DF確。

故選D。

5.如圖所示為小玲和小輝同學制作的一種直流電動機模型，他們用回形針做成兩個支架，分別與

電池的兩極相連；用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端全部漆皮，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。

線圈

（1）直流電動機的工作原理是利用有力的作用；

（2）按他們這種方法刮漆，線圈在剛轉過平衡位置時（選填“自動改變線圈中的電流方

向”或“切斷線圈中的電流”）,目的是使線圈能夠持續(xù)轉動；

（3）可以通過改變方向，改變線圈的轉動方向（填一種方法）；

（4）如果電池、開關、導線的連接和性能良好，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)線圈只抖動了一下，并不轉動,

原因可能是O

【答案】（1）磁場對通電導體；（2）自動改變線圈中的電流方向；（3）電流/磁場；（4）磁場太弱，

這時可進行的有效嘗試是換用較強的磁場或開始線圈處在平衡位置等。

【詳解】（1）直流電動機的工作原理是：通電線圈在磁場中受力而轉動。

（2）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線圈剛轉過平衡位置時,

自動改變線圈中的電流方向，線圈由于慣性轉過另半圈，保證了線圈持續(xù)的轉動下去。

（3）要改變線圈的轉動方向，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

向來決定，因此可改變磁場方向或電流方向來改變線圈的轉動方向。

（4）如果電池、開關、導線的連接和性能良好，閉合開關后，線圈不能連續(xù)轉動，可排除無電流

的情況，可能是電流太弱、磁場太弱或開始線圈處在平衡位置等，可進行有針對性的償試，包括換新電

范使電流增大，換較強的磁場，用手推一下線圈使其轉過平衡位置等。

二、電動機的基本構造

6.電動機：

（1）電動機是根據(jù)在磁場中因而發(fā)生轉動的原理制成的，是將—能轉億為—能

的裝置。

（2）電動機是由和兩部分組成的。

（3）換向器的作用是每當線圈剛轉過_________時，能自動改變線圈中的方向,使線圈連

續(xù)轉動。

【答案】（1）通電線圈，受力，電能，機械能：（2）轉子，定子；（3）平衡位置，電流。

【詳解】（1）實驗表明：通電線圈在磁場中受力會發(fā)生轉動，根據(jù)這一原理制成了電動機。電動機

工組時，線圈通電轉動，消耗在能，轉化為機械能“

（2）電動機是由線圈和磁體兩部分組成的，磁體不動，叫定子，線圈在磁體中轉動，叫轉子。

（3）為使通電線圈在磁體中連續(xù)轉動，需要在線圈剛轉過平衡位置時，改變線圈中的電流方向，

從而改變其受力方向，這就是換向器的作用。

7.如圖是直流電動機的工作原理圖，銅半環(huán)“4C、8?！苯凶?其作用是當線圈因慣性轉過

平衡位置時，立即改變，從而改變線圈的受力方向，使線圈在磁場中連續(xù)轉動。

【答案】換向器，線圈中電流的方向。

【詳解】如圖所示：AC.6。是換向器，它的作用是當線圈剛轉過平衡位置時，立即改變線圈中電

流的方向，從而改變線圈的受力方向，保證了線圈持續(xù)的轉動下去。

8.如圖，使線圈位于兩磁極間，通電后，圖甲岫段導線受磁場力的方向向上，用箭頭左圖乙、丙

中，標出ah段導線所受磁場力的方向。

甲乙丙

【答案】見下圖。

【詳解】通電導線在磁場中受力的作用，其所受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關，即只要

改變一個量，其所受力的方向就會改變一次，與甲圖相比，乙圖中電流的方向和磁場的方向均沒有改變,

所以段受到的力是向上的；與甲圖相比，內圖中電流的方向改變廣，磁場的方向沒有改變，所以

受力方向向下，如下圖所示：

9.如圖所示為直流電動機的兩個不同時刻的工作原理圖，下列分析不正確的是（）

甲乙

A.導線帥中的電流在這兩個時刻方向不同

B.導線ab在這兩個時刻受到的磁力方向不同

C.導線ab和cd在乙圖位置受到的兩個力相互平衡

D.由上往下看，線圈中電流均為順時針方向

【答案】C

【詳解】AB.甲圖中導線粕的電流方向是由6到a,乙圖中導線ab的電流方向是由a到4電流

方向不同，受力方向也不同，故AB正確，不符合題意;

C.導線仍和那在乙圖位置受到的兩個力不在同一直線上，相互不平衡，故C錯誤，符合題意;

D.由于電路中接入了換向器，由上往下看，線圈中電流均為順時針方向，故D正確，不符題意。

故選C。

三、揚聲器是怎樣發(fā)聲的

10.揚聲器:

（1）揚聲器是將—轉化成—的裝置，它由固定的、一和構成；

（2）揚聲器的工作原理：線圈通過如下圖所示電流時，受到磁體吸引而向一運動；當線圈通過方

向相反的電流時，受到磁體排斥而向—運動。由于通過線圈的電流是交變電流，它的方向不斷變化，

線圈就不斷地來回一，帶動—也來回振動，于是揚聲器就發(fā)出了聲音。

【答案】（1）電信號，聲信號，永久磁體，線圈，錐形；（2）左，右，振動，紙盆。

【詳解】（1）揚聲器使用時消耗電能，是將電信號轉化為聲信號的裝置。由圖得，揚聲器由永久磁

體、線圈、錐形紙盆構成。

（2）由圖得，線圈受到磁體吸引時，受到的吸引力向左，因此線圈向左運動。

當線圈通過方向相反的電流時，受到磁體排斥，受到的排斥力向右，線圈向右運動。

由于通過線圈的電流是交變電流，它的方向不斷變化，線圈受到的吸引力和排斥力不斷交換，線圈

就不斷地來回運動，因此帶動紙盆振動，揚聲器就發(fā)出聲音。

鞏固提高綜合練聯(lián)

11.小明同學用如圖所示的裝置研究通電線圈在磁場中將如何運動的實驗，閉合開關，下列關于此

實驗說法正確的是（）

A.根據(jù)此裝置的原理制成了發(fā)電機

B.當線圈由圖示位置順時針轉動90。時，線圈受平衡力作用

C.當線圈由圖示位置順時針轉動90。時，線圈中無電流，必邊和〃邊將不受力的作用

D.當線圈由圖示位置順時針轉動90。時，線圈由于慣性會越過平衡位置持續(xù)轉動

【答案】B

【詳解】A.電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受到力的作用，根據(jù)此裝置的原理制成了電動

機，故A錯誤；

B.當線圈由圖示位置順時針轉動90。時，線圈受到大小相等、方向相反、作用在同一個線圈上，作

用在同一條直線的兩個平衡力，故B正確；

C.當線圈由圖小位置順時針轉動90。時，線圈中有電流，邊受到力的方向向上，”邊受到力的

方向向下，故C錯誤；

D.當線圈由圖示位置順時針轉動90。時，線圈由于慣性會越過平衡位置，此刻成、”段導線受到

的磁場力使線圈反方向轉動，回到平衡位置，故D錯誤。

故選B。

12.圖示為某電動機的原理圖，EF、為螺線管，仍〃為電動機的線圈，OO'為轉軸。閉合開

A.螺線管尸端為N極，尸端為N極

B.螺線管尸端為S極、尸瑞為S極

C.若將電源的正負極對調，從。點沿轉軸觀察、線圈仍順時針轉動

D.若將電源的正負極對調，從。點沿轉軸觀察，線圈將逆時針轉動

【答案】C

【詳解】A.由圖可知，電流從螺線管EF的左端流入，根據(jù)安培定則可知，E端為N極，F(xiàn)端為S

極，故A不符合題意：

B.由圖可知，電流從螺線管。。的左端流入，根據(jù)安培定則可知，。端為S極，尸端為N極，故B

不符合題意：

CD.由題意知，閉合開關，此時從。點沿轉軸觀察，線圈順時針轉動；線圈受力轉動的方向與磁

場方向和電流方向有關，若將電源的正負極對調，則螺線管中電流方向與原來反向，根據(jù)安培定則可知，

螺線管的磁極改變，且電動機線圈中的電流方向與原來相反向，則線圈受到磁場力的方向不會發(fā)生改變,

即從。點沿轉軸觀察，線圈仍順時針轉動，故C符合題意，D不符合題意。

故選C。

13.在研究“磁場對通電導體的作用”實驗中：

（1）利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，應在4、人之間接入（選填“靈

敏電流計”或“電源”）；

（2）在乙圖中，通電后〃段導線受磁場力燈的方向為豎直向下，此時，時段導線所受磁場力尸2

的方向是豎直向（選填"上”或"下”）;

（3）要使圖乙中的線圈持續(xù)轉動，應在其外部加裝換向器，自動改變線圈中的方向。圖

乙中的設備將電能轉化為。

【答案】（1）電源；（2）上；（3）電流，機械能。

【詳解】（1）研究“磁場對電流的作用”時，即必須有電源，使得導體中先有電流，所以在。、/＞間

應接電源。

（2）乙圖中，"段導線的電流方向與cd段導線的電流方向相反，所以，力段導線所受磁場力入的

方向與cd段導線受磁場力B的方向相反，所以磁場力B的方向是豎直向上的。

（3）要使圖乙中的線圈可以持續(xù)轉動，是在外部加裝換向器，當通電線圈剛轉過平衡位置時，它

能自動改變線圈中的電流方向，從而使線圈持續(xù)轉動。線圈轉動的過程中，電能轉化為機械能。

14.如圖甲是探究“磁場而通電導線的作用”實驗裝置。

（1）在實驗時，是通過觀察來顯示通電導體在磁場中受到磁場力的作用：

（2）移動滑動變阻器的滑片到適當位置，閉合開關，發(fā)現(xiàn)金屬棒仍向右運動。保持磁場方向不變，

只改變電路中的電流方向，閉合開關，發(fā)現(xiàn)金屬棒M向左運動：保持電流方向不變，只把磁鐵的N、S

極調換一下，發(fā)現(xiàn)金屬棒時向左運動；讓磁場方向、電流方向同時改變，發(fā)現(xiàn)金屬棒時向右運動。根

據(jù)觀察到的實驗現(xiàn)象，進行分析，可以得到的結論是：磁場對通電導線（選填“有”或“沒有”）

力的作用，且力的方向與和有關：

（3）根據(jù)該實驗原理，小明用一段漆包銅線繞成線圈，自制了一個如圖乙所示的簡易電動機：用

小刀刮去兩端的漆皮，另一端只刮去半周。按這種方法刮漆的目的有兩個：一是使線圈能夠,二

是這一部位能起到（填某一部件的名稱）的作用；

（4）下列裝置中用到該實驗原理的是（填字母序號）。

A.揚聲器B.動圈式話筒C.發(fā)電機

【答案】（1）金屬棒的運動；（2）有，電流的方向，磁場的方向；（3）導電，換向器；（4）A.

【詳解】（1）由圖可知，閉合開關，電路中有電流通過，導體棒砧受力在磁場中運動，奧義在實

驗時，是通過觀察金屬棒附的運動來顯示通電導體在磁場中受到磁場力的作用，判斷受力的方向。

（2）閉合開關，發(fā)現(xiàn)金屬棒仍向右運動；保持磁場方向不變，只改變電路中的電流方向，發(fā)現(xiàn)金

屬棒〃力向左運動；保持電流方向不變，只把磁鐵的N,閉合開關，說明通電導體受力的方向與磁場的

方向有關；讓磁場方向、電流方向同時改變，發(fā)現(xiàn)金屬棒ab向右運動，通電導體受力的方向不變；綜

上所述磁場對通電導線有力的作用，且力的方向與電流的方向和磁場的方向有關。

（3）將線圈兩端引線的漆皮，金屬具有導電性，一端全部刮掉，金屬能夠導電；二是另一端只刮

去半周，當線圈剛轉過平衡位置時，線圈由于慣性轉過另半圈；它的作用就相當于電動機中的換向器。

（4）A.揚聲器的原理是電導體在磁場中受到磁場力的作用，故A符合題意；

BC.動圈式話筒和發(fā)電機的原理是電磁感應，故BC不符合題意；

故選Ao

15.利用圖甲所示的裝置“觀察磁場對通電直導線的作用”。

（1）應在從M、N之間接入（選填“小量程電流表”、“電源”或“燈泡”），裝置中的導

體棒應選用輕質的（選填“鐵棒”或“鋁棒”）;

（2）如圖乙中，磁體間磁場的磁感線方向都是從磁體N極水平指向S極，且線圈所處的空間磁場

強弱是恒定不變的，通電后若〃段導線受磁場力的方向為豎直向下，則段導線所受磁場力的方向

是,這兩個力（選填“是”或“不是"）一對平衡力，理由是;

（3）小明自制了一個電動機，將線圈漆包線兩端的漆全部刮去后，用導電支架托住，放入磁場中

〔如圖丙所示），閉合開關，發(fā)現(xiàn)線圈不能持續(xù)轉動，只能在平衡位置附近擺動；線圈處于平衡位置時,

線圈平面與磁感線（選填“平行”或“垂直”）；為了使線圈能持續(xù)轉動，正確的刮漆方法應該

是下列哪兩種o

A.兩側全刮B.一側全刮，另一側刮半周

C.兩側均刮上半周D.一側刮上半周，一側刮下半周

【答案】（1）電源，鋁棒：（2）豎直向上，不是，兩個力不在同一直線上；（3）垂直，BC。

【詳解】（1）利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，即必須有電源，所以在M、N之

閏應接電源。

探究磁場對電流的作用時，因為磁體能夠吸引磁性材料，所以通電導體不能為磁性材料，則不能選

擇鐵棒進行實驗，而應選用輕質的鋁棒。

（2）在乙圖中，磁體間磁場的磁感線方向都是從磁體N極水平指向S極，且線圈所處的空間磁場

強弱是恒定不變的，通電后cd段導線受磁場力的方向為豎直向下，因帥段導線中電流方向與那段導

線中電流方向相反，因此M段導線所受磁場力的方向是豎直問上，這兩個力不是一對平衡力，這是因

為這兩個力不作用在一條直線上。

（3）當通電線圈所在平面與磁感線垂直時，，線圈受到的兩個力大小相等、方向相反，都作用在線

圈上，所以兩個力是一對平衡力，此時線圈處于平衡位置。

為了使線圈能持續(xù)轉動，正確的刮漆方法應該是將線圈兩端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半

周，或兩側均刮上半周；按這兩種方法刮漆，線圈轉到平衡位置時，線圈中沒有電流，線圈由于慣性能

夠按原方向持續(xù)轉動，故BC符合題意，AD不符合題意。

故選BCo

鏈接中考

16.（2023?江蘇宿遷?統(tǒng)考中考真題）圖中是小明制作的簡單電動機模型，其線圈由漆包線繞成，將

線圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在線圈的卜面放置了一塊磁體。將其接入電路中，閉合開

美后，線圈轉動起來了。關于此電動機模型下列說法正確的是（）

A.利用電磁感應原理工作

B.線圈在轉動時，，始終受到磁場作用力

C.將電能轉化為機械能

D.增大線圈中的電流可改變轉動方向

【答案】C

【詳解】A.此實驗利用通電線圈在磁場中受到力的作用，故A錯誤：

B.由于線圈中有一端的漆只刮掉半周，會出現(xiàn)電路中無電流狀態(tài)，當線圈轉到該位置處，由于線

圈中無電流，所以不會受到磁場力的作用，故B錯誤；

C.電動機消耗電能而轉動起來，能量轉化為電能轉化為雙械能，故C正確；

D.增大線圈中的電流，會改變線圈受到磁場力的大小，而不會改變受力的方向，故D錯誤。

故選C。

17.（2022?江西?統(tǒng)考中考真題）如圖所示，是某同學在科技節(jié)上展示的作品結構圖。該作品的工作

原理是通電線圈在.中受力轉動，它就是一個自制的機模型圖。

【答案】磁場，電動。

【詳解】通電線圈中有電流通過，線圈在磁體的磁場周圍，線圈能受力轉動，說明磁場對電流有力

的作用。

該模型是先通電，然后線圈轉動起來，將電能轉化為機械能，是一個自制的電動機模型。

18.（2023?湖南長沙?統(tǒng)考中考真題）下圖為玩具小汽車內直流電動機的結構簡圖，該電動機工作時

將電能轉化為能和內能。如果想改變該直流電動機的轉動方向，你可以采取的方法是（寫

一條合理方法即可）。

【答案】機械，改變電流方向。

【詳解】電動機工作時，需要消耗電能，同時電動機轉動，川知將電能轉化為機械能。

改變電動機的轉動方向的有兩種方法：①可保持磁場方向不變，改變電流方向；②可保存電流方向

不變，改變磁場的方向。

19.（2022?黑龍江牡丹江?統(tǒng)考中考真題）【分析歸納，拓展提升】如圖甲是小雪自制的小風扇，使

用時發(fā)現(xiàn)小風扇轉動，但風卻向后吹。小雪設計了如圖乙所示的實驗，探究其原因。

（1）閉合開關，給銅棒必通電，發(fā)現(xiàn)銅棒時向右運動，這表明銅棒必在磁場中受到的作

用；

（2）保持磁場方向不變，將電源正負極對調后接入電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)銅棒仍向左運動，這表

明;

（3）保持電流方向不變，洛磁體的兩極對調，閉合開關，發(fā)現(xiàn)銅棒H向右運動，這表明―；

（4）根據(jù)實驗，要改變小風扇轉動方向，小雪應該；

（5）請列舉一個和小風扇工作原理相同的用電器o

【答案】（1）磁力；（2）通電導體在磁場中受力的方向與電流方向有關；（3）通電導體在磁場中受

力的方向與磁場方向有關；（4）改變電流方向（或對調電源正負極或將小風扇拆開后將磁極對調）；（5）

電吹風（或揚聲器或洗衣機或電動車等）

【詳解】（1）銅棒岫靜止，當通電后向右運動，運動狀態(tài)發(fā)生了改變，說明此時受到了磁場力的

作用。

（2）保持磁場方向不變，將電源正負極對調后接入電路，閉合開關，此時電流的方向發(fā)生了改變,

發(fā)現(xiàn)銅棒M由原來的向右運動變成向左運動，說明電流會影晌通電導線在磁場中的受力方向。

（3）保持電流方向不變，將磁體的兩極對調，閉合開關，發(fā)現(xiàn)銅棒仍由原來的向左運動變成了向

右運動，說明電流不變時，磁場的方向也會影響通電導線在磁場中的受力方向。

（4）要改變風扇的方向可以通過改變電流方向來調節(jié)，具體的方法可以對調電源正負極或將小風

扇拆開后將里面電動機的磁極而調。

（5）和小風扇工作原理相同的用電器有電吹風、洗衣機或電動車等，因為它們都是利用通電線圈

在磁場中受力而轉動的。

20.（2023?廣東廣州?統(tǒng)考中考真題）用電動機豎百提升重物。

（1）圖1中重物上升過程經過M、N、。、P點、,其速度在