7. ★★ 如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，$OO'$为转轴。闭合开关，从$O$点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（）

A.螺线管$F$端为$N$极，$P$端为$N$极
B.螺线管$F$端为$S$极，$P$端为$S$极
C.若将电源的正、负极对调，从$O$点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动
D.若将电源的正、负极对调，从$O$点沿转轴观察，线圈将逆时针转动

C 【点拨】由题图可知,闭合开关后,电流从螺线管EF、PQ的左端流入、右端流出,由右手螺旋定则可知,通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极,通电螺线管PQ的P端为N极、Q端为S极,故AB错误;将电源的正、负极对调,则闭合开关后,线圈abcd中电流的方向发生改变,两个通电螺线管的磁极也发生了改变,即线圈所处磁场方向改变,则线圈受到的磁场力的方向不改变,线圈转动方向与原来的转动方向相同,即顺时针转动,故C正确,D错误。

【分析】
要解决这道题，需分两步思考：1. 利用右手螺旋定则（安培定则）判断螺线管的磁极，这是确定磁场方向的基础；2. 明确电动机线圈转动方向由受力方向决定，而受力方向与电流方向、磁场方向有关：只改变电流方向或只改变磁场方向，受力方向改变；若同时改变电流方向和磁场方向，受力方向不变。据此逐一分析选项：先判断AB选项的磁极是否正确，再分析CD选项对调电源正负极后的转动方向。
【解析】
1. 判断螺线管磁极：闭合开关后，电流从螺线管EF、PQ的左端流入，右端流出。根据右手螺旋定则：右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指所指的一端为N极。对EF螺线管，四指沿电流方向，大拇指指向E端，故E端为N极、F端为S极；对PQ螺线管，同理可得P端为N极、Q端为S极，因此A、B选项错误。
2. 分析电源正负极对调后的情况：将电源正负极对调后，线圈abcd中的电流方向改变，同时两个螺线管的磁场方向也改变（即线圈所处的磁场方向改变）。由于线圈受力方向由电流方向和磁场方向共同决定，当两者同时改变时，线圈受力方向不变，因此从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动，故C选项正确，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
安培定则、通电导体在磁场中受力的方向
【点评】
本题综合考查安培定则的应用和电动机转动方向的判断，核心是理解通电线圈在磁场中受力方向的影响因素，需熟练掌握安培定则的操作方法，属于初中物理电磁学的基础题型。
【难度系数】
0.5

8.如图所示为电流表的内部结构示意图。接入电路,当有电流通过时,线圈带动指针偏转,其工作原理是通电导线在中要受到力的作用,将电能转化为能;测量时必须选择正确的接线柱,因为线圈所受力的方向与的方向有关。

磁场;机械;电流

【分析】要解答本题，需明确电流表的工作原理：电流表内部包含永磁体和线圈，当电流通过线圈时，线圈处于永磁体产生的磁场中，会受到力的作用而转动，进而带动指针偏转；该过程中存在能量转化，且受力方向与电流方向、磁场方向有关。
【解析】1. 电流表的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，这是线圈能转动带动指针偏转的基础；2. 线圈转动时，消耗电能，转化为指针转动的机械能，因此能量转化是电能转化为机械能；3. 通电导线受力的方向与电流方向和磁场方向有关，电流表接线柱接反时，电流方向改变，指针反向偏转，说明线圈所受力的方向与电流方向有关。
【答案】磁场；机械；电流
【知识点】磁场对通电导线的作用；能量转化；受力方向的影响因素
【点评】本题考查电流表的工作原理，属于电磁学基础知识点的应用，难度不大，需准确记忆相关概念。
【难度系数】0.4

9. ★★★ 小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱、导体在磁场中的长度以及导体中的电流大小有关。
(1)她设计了如图所示的装置，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下：
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁体竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁体磁极间的磁场方向垂直；
②给导体两端加电压 $ U_1 $，观察悬线偏转的角度 $ α_1 $；
③给导体两端加电压 $ U_2 (U_1 ＞ U_2) $，观察悬线偏转的角度 $ α_2 $；
④比较发现 $ α_1 ＞ α_2 $，即可比较出导体所受磁场力的大小，这种科学方法叫，可初步得出结论：。
(2)(实验评估)小红想继续探究通电导体在磁场中受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她将图中的导体棒换成了一根较长的粗细不变的同种材料的导体棒，其他条件不变，这样做是否可行，并说明理由：。

(1)④转换法;其他条件一定时,通电导体的电流越大,通电导体受到磁场的作用力越大 (2)不可行,没有改变导体在磁场中的长度

【分析】
首先，探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系时，力的大小无法直接观察，通过悬线偏转角度间接反映力的大小，这是转换法的应用；实验中控制磁场强弱、导体在磁场中的长度等不变，改变电流大小，通过偏转角度变化得出力与电流的关系。探究作用力与导体在磁场中长度的关系时，需控制其他变量不变，仅改变导体在磁场中的长度，更换较长导体时未改变磁场中的长度，变量控制错误。
【解析】
(1) 实验中，磁场力的大小不易直接测量，通过悬线偏转的角度大小来体现，这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法叫转换法；实验中，磁场强弱、导体在磁场中的长度保持不变，改变导体两端电压从而改变电流大小，电压越大电流越大，悬线偏转角度越大，说明磁场力越大，因此结论为：其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力越大。
(2) 探究通电导体在磁场中受到的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关时，需控制磁场强弱、导体中的电流等其他条件不变，只改变导体在磁场中的长度；更换较长的导体棒时，并未改变导体在磁场中的长度，不符合控制变量法的要求，因此不可行。
【答案】
(1) 转换法；其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力越大 (2) 不可行，没有改变导体在磁场中的长度
【知识点】
转换法；磁场对通电导体的作用力；控制变量法
【点评】
本题考查探究磁场对通电导体作用力的实验，重点考查转换法和控制变量法的应用，要求学生掌握实验设计中变量控制的方法，属于中等难度的实验探究题，需明确实验目的和变量控制的原则。
【难度系数】
0.6

10. (跨学科 工程实践) 小岩想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”:既能收集书桌上的小纸屑,又能吹风纳凉,于是他利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型,如图甲所示,其工作原理示意图如图乙所示。

(1)图乙中,通过切换开关S,可以改变电动机转向的原因是。
(2)将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,电动机转速变(填“快”或“慢”)。
(3)请对图甲模型的设计作出评价:

(1)改变了通过电动机电流的方向 (2)慢 (3)吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面;吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出

【分析】
第(1)问：电动机的转向由电流方向决定，切换开关S接1或2时，改变了电动机中电流的方向，因此转向改变；第(2)问：开关接1时，旋钮转动使接入电路的电阻变大，电流变小，电动机转速随电流减小而变慢；第(3)问：结合图甲结构，分析吸纸屑和吹风时的纸屑流动情况，评价设计的功能实现。
【解析】
(1) 电动机通电线圈的受力方向与电流方向有关，本题中磁场方向不变，切换开关S连接1或2，改变了通过电动机的电流方向，所以电动机转向改变。
(2) 开关S与“1”连接时，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动，接入电路的电阻增大，电路中电流减小；电动机转速与电流大小相关，电流越小转速越慢，因此电动机转速变慢。
(3) 观察图甲结构：吸纸屑时，收集盒右侧阀门打开，纸屑被吸入收集盒，同时部分纸屑被气流带到隔板下方；吹风时，收集盒右侧阀门关闭，盒内纸屑不会被吹出，但隔板下方的纸屑会被吹出，实现了吸纸屑和吹风的功能。
【答案】
(1) 改变了通过电动机电流的方向 (2) 慢 (3) 吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面；吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出
【知识点】
电动机转向、滑动变阻器、电路设计评价
【点评】
本题为跨学科工程实践题，结合“书桌神器”的设计，考查电动机原理、滑动变阻器的作用及对设计方案的评价，注重理论联系实际，需要结合图示分析各部分工作过程，难度适中。
【难度系数】
0.5