16.3 磁場對電流的作用 電動機（考點解讀）（原卷版）

16.3\o"16.3磁場對電流的作用電動機"磁場對電流的作用電動機（考點解讀）（原卷版）1、磁場對通電直導(dǎo)線的作用（1）19世紀初，法國物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)：磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。（2）按圖組裝實驗器材，給直導(dǎo)線通電，觀察到通電直導(dǎo)線發(fā)生偏轉(zhuǎn)；改變直導(dǎo)線中的電流方向，偏轉(zhuǎn)方向和原來相反；將磁極對調(diào)，改變磁場的方向，通電直導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)方向也相反。當電流方向和磁場方向同時改變時，力的方向不變。2、磁場對通電線圈的作用（1）現(xiàn)象：用漆包線繞成線圈，將線圈兩端的漆包線刮去放入磁場，閉合開關(guān)，線圈轉(zhuǎn)動。（2）平衡位置：當通電線圈的平面與磁感線垂直時，線圈受到的磁場的作用力相互平衡，我們把這個位置稱為平衡位置。3、直流電動機的構(gòu)造和工作過程（1）直流電機的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子、轉(zhuǎn)子和換向器組成；（2）直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成；（3）運行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢，是直流電機進行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成；（4）轉(zhuǎn)子中有兩組以上的線圈，由漆包線繞制而成，稱之為繞組．當繞組中有電流通過時產(chǎn)生磁場，該磁場與定子的磁場產(chǎn)生力的作用．由于定子是固定不動的，因此轉(zhuǎn)子在力的作用下轉(zhuǎn)動；（5）換向器是直流電動機的一種特殊裝置，由許多換向片組成，每兩個相鄰的換向片中間是絕緣片；在換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動的電樞繞組得以同外電路連接；當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定角度后，換向器將供電電壓接入另一對繞組，并在該繞組中繼續(xù)產(chǎn)生磁場?！究键c1磁場對通電直導(dǎo)線的作用】【典例1-1】（2023?蒙城縣模擬）如圖，閉合開關(guān)，銅棒向右運動，為使開關(guān)閉合后銅棒向左運動，下列操作可行的是（）A．換用更細的銅棒 B．將磁體的N、S極對調(diào) C．移動滑動變阻器的滑片 D．將電源正、負極和磁體N、S同時對調(diào)【典例1-2】（2023?惠城區(qū)二模）世界上第一位發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的科學(xué)家是，他發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線能使放在其周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是因為通電導(dǎo)線周圍存在。如圖所示，閉合開關(guān)后導(dǎo)體棒ab會向左運動，若只將U形磁鐵的磁極對調(diào)，則閉合開關(guān)后導(dǎo)體棒ab將向運動?！咀兪?-1】（2023?丹陽市二模）中國人民解放軍海軍的新航母將安裝電磁彈射器。飛機彈射時，磁場推動通電的牽引器，牽引器帶動飛機加速運動。圖中與電磁彈射器工作原理相同的是（）A． B． C． D．【變式1-2】（2023?臨沂模擬）如圖所示裝置，閉合開關(guān)，觀察到金屬桿向左運動起來，利用這種現(xiàn)象可以制成機；斷開開關(guān)，將U形磁鐵N、S對調(diào)，再閉合開關(guān)后，金屬桿向動起來?！究键c2磁場對通電線圈的作用】【典例2-1】（2021?越秀區(qū)一模）甲、乙兩圖中的矩形線圈擺放情況如圖所示，甲圖中線圈與磁場平行，乙圖中線圈與磁場垂直，現(xiàn)在給它們通以相同的電流，甲圖中導(dǎo)線ab的受力情況如圖所示，則下列說法正確的是（）A．甲圖中導(dǎo)線ab和cd受力方向相反，線圈能轉(zhuǎn)動 B．乙圖中導(dǎo)線ab和cd受力方向相反，線圈能轉(zhuǎn)動 C．甲圖中導(dǎo)線ab和cd受力方向相同，線圈能轉(zhuǎn)動 D．甲乙圖中導(dǎo)線ab受到的力的方向不同【典例2-2】（2023?定遠縣校級一模）通電直導(dǎo)線在磁場中受到磁場力的方向可以用左手定則來判斷：伸開左手，使大拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過掌心，并使四指指向電流的方向，這時大拇指所指的方向就是通電直導(dǎo)線所受磁場力的方向，如圖甲所示。請你判斷：圖乙中的線圈是（選填“順時針”或“逆時針”）轉(zhuǎn)動的?！咀兪?-1】（2023?宿遷）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，在線圈的下面放置了一塊磁體。將其接入電路中，閉合開關(guān)后，線圈轉(zhuǎn)動起來了。關(guān)于此電動機模型下列說法正確的是（）A．利用電磁感應(yīng)原理工作 B．線圈在轉(zhuǎn)動時，始終受到磁場作用力 C．將電能轉(zhuǎn)化為機械能 D．增大線圈中的電流可改變轉(zhuǎn)動方向【變式2-2】（2023?滁州一模）揚聲器工作時，變化的電流流過揚聲器的線圈，線圈就會在磁場中振動。揚聲器的工作原理與如圖所示的裝置的工作原理（選填“相同”或“不相同”）?！究键c3直流電動機的構(gòu)造和工作過程】【典例3-1】（2023?蒙陰縣三模）如圖所示為“機器人餐廳”的機器人為顧客送餐時的情景。機器人接到指令后，內(nèi)部的電動機會驅(qū)動其底部的輪子將美食送到指定客人的桌邊。制作電動機依據(jù)的是下列四幅圖中的（）A． B． C． D．【典例3-2】（2023?懷化）法拉第發(fā)現(xiàn)“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流”的現(xiàn)象。能產(chǎn)生這一現(xiàn)象的實驗裝置是圖（選填“甲”或“乙”）。丙圖是電動機的工作原理，該電動機工作時能量轉(zhuǎn)化是（選填“機械能轉(zhuǎn)化為電能”或“電能轉(zhuǎn)化為機械能”）。【變式3-1】（2023?白銀二模）如圖，在下列有關(guān)電與磁實驗的裝置圖中，能應(yīng)用于電動機的原理的是（）A． B．C．D．【變式3-2】（2023?寧江區(qū)三模）電動自行車是人們出行的綠色交通工具之一，電動機的工作原理與（選填“動圈式話筒”或“動圈式揚聲器”）的工作原理相同。某電動自行車的電動機正常工作時，電壓為36V，線圈電阻為1.5Ω，通過電動機線圈的電流為4A。則正常工作10s電流通過線圈產(chǎn)生的熱量為J。1．（2023?江都區(qū)二模）如圖為實驗室常用電流表內(nèi)部構(gòu)造圖。多匝金屬線圈懸置在磁體的兩極間，線圈與一根指針相連，當線圈中有電流通過時，它受力轉(zhuǎn)動帶動指針偏轉(zhuǎn)，便可顯出電流的大小。圖中與這一過程工作原理相同的是（）A． B． C． D．2．（2023春?榮成市期中）2022年6月17日，中國人民解放軍海軍福建艦（簡稱福建艦）下水。福建艦配置電磁彈射和阻攔裝置。電磁彈射是指以電磁力為加速手段，當電磁彈射的彈射車軌道與航母艦載飛機前輪接觸，并處于強磁場中，彈射車內(nèi)的導(dǎo)體通過強電流時，即可受到強大的推力，將航母艦載飛機彈出。如圖所示，下列裝置圖能反映電磁彈射原理的是（）A． B． C． D．3．（2022秋?大田縣期末）我國的新型航母將采用自行研制的電磁彈射器，小明猜想它的工作原理如圖所示，電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接，并處于強磁場中，當彈射車內(nèi)的導(dǎo)體通過強電流時，即可受到強大的推力，小明的猜想與下列實驗原理相同的是（）A．B．C．D．4．如圖所示，用“?”表示方向垂直紙面向外的磁場，與磁場方向垂直的三條導(dǎo)線甲、乙、丙中都通有電流，下列說法中錯誤的是（）A．三條導(dǎo)線都受到磁場力作用 B．三條導(dǎo)線都受到方向相同的磁場力作用 C．三條導(dǎo)線都受到方向不相同的磁場力作用 D．導(dǎo)線甲所受磁場力方向與電流方向垂直5．如圖所示，在磁場中，一通電導(dǎo)線AB被彈簧懸掛著，在水平位置上處于靜止狀態(tài)，當開關(guān)斷開后，則（）A．彈簧的長度增大 B．彈簧的長度減小 C．彈簧的長度不變 D．彈簧受到一個扭力作用而轉(zhuǎn)過一個角6．（2023?汕頭二模）新冠肺炎疫情期間，我省廣大師生響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)”的號召，開展了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動。教學(xué)中老師使用的小音箱在通電后，音箱的鼓膜就會來回振動發(fā)出聲音。下列與老師使用的小音箱工作原理相同的是（）A． B． C． D．7．（2023?羅莊區(qū)二模）電動自行因其方便、快捷深受人們的喜愛，其心部件是電動機。如圖中與電動機的工作原理相同的是（）A． B． C． D．8．（2023?濱州三模）如圖甲所示，電動平衡車是一種新型交通工具，被廣大青少年所喜愛。圖乙中與電動平衡車驅(qū)動前行過程原理相同的選項是（）A．A B．B C．C D．D9．（2023?嘉峪關(guān)校級二模）如圖所示，能說明電動機工作原理的是（）A．B． C．D．10．（2023?鹽城二模）我國海軍福建艦航母配備先進的電磁彈射系統(tǒng)，其簡化原理如甲圖。金屬滑塊處于強磁場中，通過牽引索與飛機相連，構(gòu)成電磁彈射器。當金屬滑塊接通強電流時，滑塊會獲得強大的推力，牽引飛機加速起飛。電磁彈射器的工作原理類似于（選填“發(fā)電機”、“電動機”或“電磁鐵”）。為避免下方滑軌因受金屬滑塊的壓力過度磨損，某同學(xué)設(shè)計了乙和丙兩種方案（忽略繩重和摩擦），這兩種方案中較省力的是方案，滑輪組機械效率較高的是方案。11．（2022?宜昌）如圖在揚聲器的線圈兩端連接干電池，揚聲器持續(xù)發(fā)聲，線圈持續(xù)受到磁場的作用力。（均選填“會”或“不會”）12．（2023?天津一模）圖1是四沖程內(nèi)燃機的沖程的示意圖；根據(jù)圖2所示的實驗原理，可以制成機。13．（2023?花都區(qū)一模）當開關(guān)閉合后，ab段所受到的磁場力的方向如圖甲所示。現(xiàn)要讓圖乙中ab段所受到的磁場力的方向與圖甲相反，請在圖乙中正確標出磁極的極性以及電源的正負極。14．（2023?呈貢區(qū)校級模擬）隨著科技的發(fā)展，無人駕駛技術(shù)日趨成熟。如圖所示是利用5G網(wǎng)絡(luò)遠程駕駛的純電動汽車，其質(zhì)量為1.5t，車輪與路面接觸的總面積為750cm2，該車在水平路面上勻速直線行駛12km，用時10min，行駛過程中汽車受到的阻力為車重的0.08倍