3. 在探究磁场对电流的作用活动中,小明先从简单的实验入手进行探究。他先把通电直导线放入磁场中,观察它的运动情况;再把通电线圈放入磁场中,观察它的运动情况。从实验中收集证据并加以分析,最后得出结论。

(1) 探究磁场对通电直导线的作用。
用如图(a)或(b)所示的装置给直导线(铝棒)通电,观察到直导线。若将磁体移开,再给直导线通电,则直导线将。实验表明: 通电导体在磁场中受到的作用。若在实验中改变直导线中的电流方向,则通电直导线的运动方向将与原来的方向;若实验中保持电流方向不变,而对调磁体两极的位置,则通电直导线所受力的方向将与原来的方向。由此可见,通电导体在磁场中的受力方向与和有关。
(2) 进一步探究磁场对通电线圈的作用。
① 用漆包线绕成线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,通电后线圈(选填“能”或“不能”，下同)在磁场中转动,但通电线圈在磁场中持续转动下去。
② 把线圈一端引出线的漆全部刮去,另一端的引出线则只刮去上部或下部的漆(使引出线的半周导电,另半周绝缘)。再把线圈的轴重新架在支架上,接通电源[图(c)],线圈(选填“能”或“不能”)继续转动。
③ 在图(d)中,能使线圈连续转动下去的关键部件是,它的作用是。
④ 通过探究,知道了电动机的工作原理是。电动机工作时的能量转化是。由于电阻的存在,还有部分能量转化为能。
(3) 议一议。
电动机在生产和生活中有着广泛的应用,如、、等。

运动
不运动
力
相反
相反
电流方向
磁场方向
能
不能
能
换向器
每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中的电流方向
通电线圈在磁场中受力而转动
电能转化为机械能
内
电扇
电吹风机
洗衣机

【分析】
本题围绕磁场对电流的作用的实验探究展开，分为通电直导线和通电线圈两个探究阶段，需结合实验现象和原理逐一分析：
1. 对于通电直导线的探究：先回忆实验现象，通电直导线在磁场中会因受力而运动；当没有磁场（移开磁体）时，通电直导线不受力，因此不会运动，由此得出通电导体在磁场中受力的结论。再根据控制变量法，改变电流方向或磁场方向，观察受力运动方向的变化，从而确定受力方向的影响因素。
2. 对于通电线圈的探究：
① 线圈两端漆全部刮去时，通电后线圈会因受力转动，但转到平衡位置时，线圈受力方向与运动方向相反，会反向转动，无法持续转动；
② 线圈一端半刮漆时，相当于简易换向器，线圈转到平衡位置时电路断开，依靠惯性转过平衡位置后，再次通电受力，因此能持续转动；
③ 直流电动机的关键部件是换向器，其作用是在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，保证线圈持续转动；
④ 电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，能量转化以电能转化为机械能为主，同时因导体电阻，部分能量转化为内能。
3. 电动机的应用需结合生活实例，列举常见的利用电动机的电器即可。
【解析】
(1) 在图(a)(b)的实验中，通电直导线处于磁场中时，会受到磁场力的作用而运动；若将磁体移开，没有磁场，通电直导线不受力，因此不会运动，该实验表明通电导体在磁场中受到力的作用。
当改变直导线中的电流方向时，通电直导线的受力方向改变，运动方向与原来相反；保持电流方向不变，对调磁体两极（改变磁场方向），通电直导线的受力方向也与原来相反。由此可知，通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
(2) ① 线圈两端的漆全部刮去后，通电时线圈在磁场中受力转动，但当线圈转到平衡位置时，线圈的受力方向与运动方向相反，会反向转动，因此能转动，但不能持续转动下去。
② 线圈一端引出线半刮漆后，当线圈转到平衡位置时，电路暂时断开，线圈依靠惯性转过平衡位置，之后电路再次接通，线圈继续受力转动，因此线圈能继续转动。
③ 图(d)中能使线圈连续转动的关键部件是换向器，它的作用是每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续受力转动。
④ 电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动；工作时将电能转化为机械能，由于导体存在电阻，电流通过时会产生热量，部分能量转化为内能。
(3) 电动机在生活中应用广泛，例如电扇、电吹风机、洗衣机（合理即可）。
【答案】
(1) 运动；不运动；力；相反；相反；电流方向；磁场方向
(2) ① 能；不能
② 能
③ 换向器；每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中的电流方向
④ 通电线圈在磁场中受力而转动；电能转化为机械能；内
(3) 电扇；电吹风机；洗衣机（答案合理即可）
【知识点】
1. 磁场对通电导体的作用
2. 直流电动机的工作原理与结构
3. 电动机的能量转化
【点评】
本题是对磁场对电流作用的实验探究的综合考查，从通电直导线的基础实验过渡到通电线圈的电动机原理探究，涵盖了实验现象、原理、核心部件作用以及生活应用，注重对实验过程和原理的理解，需要学生结合实验记忆相关知识点，同时联系生活实际列举应用实例。
【难度系数】
0.75