例题 01 支架作用与改变磁极 2024 广东中考
题目
将自制的电动机接入电路, 如图所示, 其中支架 A 是 ____ (选填 “导体” 或 “绝缘体”)。闭合开关, 线圈开始转动, 磁场对线圈 ____ (选填 “有” 或 “无”) 作用力。仅调换磁体的磁极, 线圈转动方向与原转动方向 ____ 。

答案与解析
解析
A位于线圈与外电路的连接路径上,需导电,同时承担支撑。线圈通电转动,磁场对它有力。只换磁极使外场反向、电流不变,转向相反。
本题结论
导体;有;相反。
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给导体通电,再把它放进磁场,导体会受到怎样的作用?电动机把这个作用组织成持续转动。方向题必须区分导体中的电流、它所在的外磁场和另一线圈自己产生的磁场。

本章导体横跨磁场时,通电后受到力的作用,可能发生运动。此时电能转化为机械能,同时有发热等损耗。
| 改变条件 | 其他条件保持 | 力的方向 |
|---|---|---|
| 只反电流 | 外磁场不变 | 反向 |
| 只反外磁场 | 电流不变 | 反向 |
| 电流与外磁场同时反向 | 装置位置等不变 | 不变 |
研究方向因素时每次只改一个量。允许实验范围内增大电流、增强磁场或换多匝线圈,可让作用更明显;导体与场完全平行时,不可笼统保证一定有这种磁力。
通电线圈的两边受到方向相反的磁力,可形成转动作用。电动机中转动的部分叫转子,固定部分叫定子。

| 位置或部件 | 作用 |
|---|---|
| 平衡位置 | 在本简易模型中,线圈平面与磁场方向垂直,转动作用为零 |
| 惯性 | 运动中的线圈可越过平衡位置 |
| 换向器及电刷 | 两个铜半环配合电刷,在越过平衡位置附近改变线圈电流方向 |
| 换向后的受力 | 使线圈继续沿原来的旋转趋势转动,而不是转回去 |
换向器不是电磁继电器;前者配合旋转周期改变线圈电流,后者由电磁铁控制触点。
电动机输入电能,输出机械能,还会发热。转速与电流、磁场、负载、摩擦等有关,不能只凭一个因素无条件比较。运行处不直接排放燃烧尾气,不代表其制造、供电等全生命周期没有环境影响。
通电后不转,可以检查课堂装置是否接触不良、断路、摩擦过大,或恰停在平衡位置;应先断电,由教师指导处理,不能直接断言线圈损坏。
支架可能既支撑线圈,又把电流引入线圈。识别材料时,要沿闭合电路追导电路径;讨论转向时,再单独看改变的是电流还是外磁场。
题目
将自制的电动机接入电路, 如图所示, 其中支架 A 是 ____ (选填 “导体” 或 “绝缘体”)。闭合开关, 线圈开始转动, 磁场对线圈 ____ (选填 “有” 或 “无”) 作用力。仅调换磁体的磁极, 线圈转动方向与原转动方向 ____ 。

解析
A位于线圈与外电路的连接路径上,需导电,同时承担支撑。线圈通电转动,磁场对它有力。只换磁极使外场反向、电流不变,转向相反。
本题结论
导体;有;相反。
原理看“通电受力”;能量看输入电能是否有损耗;持续转动看换向器,不把所有带“电磁”字样的部件混为一谈。
题目
(多选)如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是 ()

A. 电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的
B. 电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D. 仅改变电流的方向可以改变线圈转动的方向
解析
A正确,电动机利用通电线圈在磁场中受力。B把电能全部变成机械能,漏了发热等损耗。C把换向器说成继电器,错误。D只反电流、外场不变时转向改变,正确。
本题结论
A、D。
先反电流,受力反一次;再反外磁场,受力再反一次,回到原方向。另一螺线管的磁场则要按它自己的电流和绕向判断,不能因远处蹄形磁体翻转就自动把它也翻转。
题目
如图所示电路中, 导体棒 ab 放在蹄形磁体的磁场里, 小磁针放在螺线管正下方。闭合开关, 发现导体棒 ab 向右运动, 小磁针的 N 极向下偏转, 则下列说法正确的是 ( )
A. c,d 分别是电源的负极、正极
B. 仅对调电源正负极, 闭合开关, 则导体棒 ab 向左运动, 小磁针 N 极向上偏转
C. 对调电源正负极和蹄形磁体 N、S 极, 闭合开关, 则导体棒 ab 向左运动
D. 对调电源正负极和蹄形磁体 N、S 极, 闭合开关, 则小磁针 N 极仍然向下偏转

解析
原小针N向下,线圈下端N,用右手反推电流上端流入、下端流出,c正d负,A错。仅反电源,导体棒电流反而外场不变,棒向左;螺线管自身场反,小针N向上,B对。两项同时反,导体力不变仍向右,C错;小针仍因线圈电流反而向上,不是向下,D错。
本题结论
B。