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[典例2]如图所示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，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。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（
A.线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过$180°$时，电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过$180°$时，dc边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过$180°$时，ab边受到磁场的作用力向下
合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（D
）A.线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过$180°$时，电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过$180°$时，dc边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过$180°$时，ab边受到磁场的作用力向下
答案
D
解析
【分析】
要解决本题，需掌握直流电动机的核心原理：通电线圈在磁场中受力转动，受力方向与电流方向、磁场方向有关；换向器（半环E、F）的作用是当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变受力方向，使线圈持续转动。解题时先根据图示位置的电流和受力判断ab边的受力，再分析线圈转180°后电流方向的变化，进而判断各边受力，逐一验证选项。
【解析】
1. 图示位置分析：磁场方向从N极指向S极（向右），电流沿dcba流过线圈。已知dc边受力向下，由于ab边的电流方向与dc边相反，而受力方向与电流方向有关、与磁场方向无关，因此ab边受力方向与dc边相反，即向上，故A选项错误。
2. 线圈转过180°后的变化：换向器会自动改变线圈中的电流方向，此时线圈中的电流方向变为abcd。磁场方向不变，dc边的电流方向与图示位置相反，因此dc边受力方向变为向上；ab边的电流方向与图示位置dc边的电流方向相同，磁场方向不变，所以ab边受力方向向下。
B选项：线圈转过180°时电流沿dcba？实际电流变为abcd，错误。
C选项：线圈转过180°时dc边受力向下？实际受力向上，错误。
D选项：线圈转过180°时ab边受力向下，符合分析，正确。
【答案】
D
【知识点】
直流电动机原理、通电导体在磁场中受力、换向器的作用
【点评】
本题是直流电动机工作原理的典型题，关键在于理解受力方向的影响因素及换向器改变电流方向的作用，需结合电流、磁场方向分析受力变化，考查对电动机核心知识点的应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需掌握直流电动机的核心原理：通电线圈在磁场中受力转动，受力方向与电流方向、磁场方向有关；换向器（半环E、F）的作用是当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变受力方向，使线圈持续转动。解题时先根据图示位置的电流和受力判断ab边的受力，再分析线圈转180°后电流方向的变化，进而判断各边受力，逐一验证选项。
【解析】
1. 图示位置分析：磁场方向从N极指向S极（向右），电流沿dcba流过线圈。已知dc边受力向下，由于ab边的电流方向与dc边相反，而受力方向与电流方向有关、与磁场方向无关，因此ab边受力方向与dc边相反，即向上，故A选项错误。
2. 线圈转过180°后的变化：换向器会自动改变线圈中的电流方向，此时线圈中的电流方向变为abcd。磁场方向不变，dc边的电流方向与图示位置相反，因此dc边受力方向变为向上；ab边的电流方向与图示位置dc边的电流方向相同，磁场方向不变，所以ab边受力方向向下。
B选项：线圈转过180°时电流沿dcba？实际电流变为abcd，错误。
C选项：线圈转过180°时dc边受力向下？实际受力向上，错误。
D选项：线圈转过180°时ab边受力向下，符合分析，正确。
【答案】
D
【知识点】
直流电动机原理、通电导体在磁场中受力、换向器的作用
【点评】
本题是直流电动机工作原理的典型题，关键在于理解受力方向的影响因素及换向器改变电流方向的作用，需结合电流、磁场方向分析受力变化，考查对电动机核心知识点的应用能力。
【难度系数】
0.5
[变式]（2025济南）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是 （
A.只增强磁体的磁性
B.只减少线圈的匝数
C.只升高电源的电压
D.只对调磁体的两极
D
）A.只增强磁体的磁性
B.只减少线圈的匝数
C.只升高电源的电压
D.只对调磁体的两极
答案
D
解析
【分析】要解决这个问题，需明确简易电动机线圈转动方向的影响因素：线圈转动方向与电流方向、磁场方向有关，仅改变电流方向或仅改变磁场方向，线圈转动方向会改变；而电流大小、磁场强弱、线圈匝数等因素只会改变线圈的转动速度，不会改变转动方向。接下来逐一分析选项：A选项增强磁体磁性，是改变磁场强弱，仅影响转动速度；B选项减少线圈匝数，同样影响转动速度；C选项升高电源电压，增大电流，也只改变转动速度；D选项对调磁体两极，改变了磁场方向，能改变线圈转动方向。
【解析】电动机线圈的转动方向由电流方向和磁场方向决定，只改变其中一个因素，转动方向就会改变；改变电流大小、磁场强弱、线圈匝数等，只会改变转动速度，不改变方向。A选项增强磁体磁性，改变磁场强弱，仅改变转动速度，不符合要求；B选项减少线圈匝数，影响转动速度，不符合要求；C选项升高电源电压，增大电流，改变转动速度，不符合要求；D选项对调磁体两极，改变磁场方向，可改变线圈转动方向，符合要求。
【答案】D
【知识点】电动机转动方向的影响因素
【点评】本题考查简易电动机转动方向的影响因素，需区分转动方向和转动速度的不同影响因素，属于基础知识点的应用，难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】电动机线圈的转动方向由电流方向和磁场方向决定，只改变其中一个因素，转动方向就会改变；改变电流大小、磁场强弱、线圈匝数等，只会改变转动速度，不改变方向。A选项增强磁体磁性，改变磁场强弱，仅改变转动速度，不符合要求；B选项减少线圈匝数，影响转动速度，不符合要求；C选项升高电源电压，增大电流，改变转动速度，不符合要求；D选项对调磁体两极，改变磁场方向，可改变线圈转动方向，符合要求。
【答案】D
【知识点】电动机转动方向的影响因素
【点评】本题考查简易电动机转动方向的影响因素，需区分转动方向和转动速度的不同影响因素，属于基础知识点的应用，难度较低。
【难度系数】0.3
1. 下列用电器使用了电动机的是 （
A.电风扇
B.电水壶
C.台灯
D.手电筒
A
）A.电风扇
B.电水壶
C.台灯
D.手电筒
答案
1. A
解析
【分析】
解题思路：首先明确电动机的核心作用是将电能转化为机械能，需逐一分析各选项用电器的能量转化形式，找出符合“使用电动机（电能→机械能）”的选项。
【解析】
对各选项逐一分析：
A. 电风扇工作时，依靠电动机带动扇叶转动，将电能转化为机械能，使用了电动机；
B. 电水壶利用电流的热效应工作，将电能转化为内能，未使用电动机；
C. 台灯主要将电能转化为光能和内能，未使用电动机；
D. 手电筒主要将电能转化为光能和内能，未使用电动机。
综上，答案为A。
【答案】
A
【知识点】
电动机的能量转化、用电器的能量转化
【点评】
本题考查常见用电器的能量转化，核心是区分利用电动机与利用电流热效应、电能转化为光能的用电器，属于基础概念题。
【难度系数】
0.8
解题思路：首先明确电动机的核心作用是将电能转化为机械能，需逐一分析各选项用电器的能量转化形式，找出符合“使用电动机（电能→机械能）”的选项。
【解析】
对各选项逐一分析：
A. 电风扇工作时，依靠电动机带动扇叶转动，将电能转化为机械能，使用了电动机；
B. 电水壶利用电流的热效应工作，将电能转化为内能，未使用电动机；
C. 台灯主要将电能转化为光能和内能，未使用电动机；
D. 手电筒主要将电能转化为光能和内能，未使用电动机。
综上，答案为A。
【答案】
A
【知识点】
电动机的能量转化、用电器的能量转化
【点评】
本题考查常见用电器的能量转化，核心是区分利用电动机与利用电流热效应、电能转化为光能的用电器，属于基础概念题。
【难度系数】
0.8
2. 中国完全自主建造的首艘电磁弹射型航空母舰——福建舰。当弹射装置内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而弹射飞出，属于电磁弹射装置工作原理的是 （
C
）答案
2. C
解析
【分析】首先明确电磁弹射装置的工作原理：当导体通过强大电流时，处于磁场中的导体会受到电磁力作用，本质是通电导体在磁场中受到力的作用。解题时需逐一分析各选项对应的电磁现象，选出符合该原理的选项。
【解析】电磁弹射的核心是通电导体在磁场中受力运动。对各选项分析：若选项A对应电磁感应（闭合电路导体切割磁感线产生电流）、选项B对应电流磁效应（电流产生磁场，如电磁铁）、选项D对应其他电磁现象（如发电机原理），均不符合；选项C对应“通电导体在磁场中受力”的实验，与电磁弹射原理一致，因此选C。
【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中受力、电磁现象辨析
【点评】本题考查电磁弹射的工作原理，需牢记不同电磁现象的本质：通电导体在磁场中受力是电动机原理，电磁感应是发电机原理，电流磁效应是电磁铁原理，属于基础概念辨析题。
【难度系数】0.7
【解析】电磁弹射的核心是通电导体在磁场中受力运动。对各选项分析：若选项A对应电磁感应（闭合电路导体切割磁感线产生电流）、选项B对应电流磁效应（电流产生磁场，如电磁铁）、选项D对应其他电磁现象（如发电机原理），均不符合；选项C对应“通电导体在磁场中受力”的实验，与电磁弹射原理一致，因此选C。
【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中受力、电磁现象辨析
【点评】本题考查电磁弹射的工作原理，需牢记不同电磁现象的本质：通电导体在磁场中受力是电动机原理，电磁感应是发电机原理，电流磁效应是电磁铁原理，属于基础概念辨析题。
【难度系数】0.7
3. 如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是 （
A.电动机工作时把机械能转化为电能
B.两个时刻图中磁场方向都是由左向右
C.在甲时刻，导线ab受到的力与cd导线受到的力的方向相同
D.两个时刻导线ab中的电流方向不同，磁场方向相同，因此受到的磁场力方向不同
D
）A.电动机工作时把机械能转化为电能
B.两个时刻图中磁场方向都是由左向右
C.在甲时刻，导线ab受到的力与cd导线受到的力的方向相同
D.两个时刻导线ab中的电流方向不同，磁场方向相同，因此受到的磁场力方向不同
答案
3. D
解析
【分析】
要解决本题，需结合直流电动机的核心知识点逐一分析选项：明确电动机的能量转化、磁体外部磁场方向的规律、通电导体受力方向的影响因素，以及换向器的作用，对每个选项的正误进行判断。
【解析】
1. 选项A：电动机工作时，消耗电能，获得机械能，是将电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故A错误。
2. 选项B：磁体外部的磁场方向是从N极指向S极，图中N极在右侧、S极在左侧，因此磁场方向是从右向左，并非由左向右，故B错误。
3. 选项C：通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。甲时刻，导线ab和cd的电流方向相反，而磁场方向相同，因此它们受到的磁场力方向相反，故C错误。
4. 选项D：直流电动机的换向器会在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。两个时刻磁场方向不变，导线ab中的电流方向因换向器作用而不同，因此受到的磁场力方向不同，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
直流电动机原理、磁场方向、通电导体受力
【点评】
本题围绕直流电动机的工作原理设置选项，需准确掌握电动机的能量转化、磁场方向判断、通电导体受力的影响因素及换向器的作用，属于基础知识点的综合考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合直流电动机的核心知识点逐一分析选项：明确电动机的能量转化、磁体外部磁场方向的规律、通电导体受力方向的影响因素，以及换向器的作用，对每个选项的正误进行判断。
【解析】
1. 选项A：电动机工作时，消耗电能，获得机械能，是将电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故A错误。
2. 选项B：磁体外部的磁场方向是从N极指向S极，图中N极在右侧、S极在左侧，因此磁场方向是从右向左，并非由左向右，故B错误。
3. 选项C：通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。甲时刻，导线ab和cd的电流方向相反，而磁场方向相同，因此它们受到的磁场力方向相反，故C错误。
4. 选项D：直流电动机的换向器会在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。两个时刻磁场方向不变，导线ab中的电流方向因换向器作用而不同，因此受到的磁场力方向不同，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
直流电动机原理、磁场方向、通电导体受力
【点评】
本题围绕直流电动机的工作原理设置选项，需准确掌握电动机的能量转化、磁场方向判断、通电导体受力的影响因素及换向器的作用，属于基础知识点的综合考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
