1. 一题多变 如图所示,将导体棒放入磁场中,闭合开关前,导体棒静止不动;闭合开关后,发现导体棒向一侧运动.上述现象表明通电导体在磁场中受到的作用;接着把电源的正负极对调后接入电路,发现导体棒的运动方向与原来相反,由此可知:通电导体在磁场中的受力方向与有关.此过程是将电能转化为能.

变式 磁场方向对导体棒所受力的方向的影响
小明做“探究通电导体棒在磁场中运动”的实验时,为使导体棒运动方向与原来相反,下列操作可行的是 ()

A.更换导体棒的材质
B.将蹄形磁体换成磁性更强的磁体
C.调换磁体的 N、S 极
D.调换电源正、负极的同时调换磁体的 N、S 极

1. 力 电流方向 机械
变式 C

【分析】
本题围绕通电导体在磁场中的受力现象展开，解题思路如下：1. 闭合开关后导体棒由静止变为运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用；2. 对调电源正负极，电路中电流方向改变，导体棒运动方向相反，由此可知受力方向与电流方向有关；3. 导体棒运动获得机械能，消耗电能，故能量转化为电能到机械能；对于变式题，通电导体受力方向由电流方向和磁场方向决定，要使运动方向相反，需改变其中一个因素，据此分析选项即可。
【解析】
1. 基础题：闭合开关后，原本静止的导体棒在磁场中运动，表明通电导体在磁场中受到力的作用；对调电源正负极，电路中的电流方向发生改变，此时导体棒运动方向与原来相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；该过程中，电能转化为导体棒运动所需的机械能。
2. 变式题：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，要使导体棒运动方向相反，需改变其中一个因素。A选项更换导体棒材质，不改变电流方向和磁场方向，受力方向不变，不可行；B选项更换磁性更强的磁体，仅改变受力大小，不改变方向，不可行；C选项调换磁体的N、S极，改变了磁场方向，可使受力方向相反，可行；D选项同时调换电源正负极和磁体的N、S极，电流方向和磁场方向都改变，受力方向不变，不可行，故答案选C。
【答案】
力；电流方向；机械；变式：C
【知识点】
通电导体在磁场受力、能量转化、影响受力方向的因素
【点评】
本题考查电磁学中通电导体在磁场受力的基础知识点，基础题侧重对概念和规律的理解，变式题需明确受力方向的决定因素，是常见的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5

2. 如图是直流电动机的工作原理图，部件“CD”是，其作用是当线圈因惯性转过时，立即改变，使线圈导线a受力方向（选填“改变”或“不变”），从而使线圈在磁场中连续转动。

2. 换向器 平衡位置 线圈中电流方向 改变

【分析】
要解答本题，需掌握直流电动机的核心结构与工作原理：首先明确图中部件CD是直流电动机的关键部件换向器；当线圈转动时，因惯性会转过平衡位置，此时换向器的作用是改变线圈中的电流方向；而通电导线在磁场中的受力方向由电流方向和磁场方向决定，磁场方向不变，电流方向改变时，导线a的受力方向会改变，从而让线圈实现连续转动。
【解析】
1. 直流电动机中，部件CD是换向器，这是直流电动机特有的部件；
2. 换向器的作用是：当线圈因惯性转过平衡位置（线圈平面与磁场垂直的位置）时，立即改变线圈中电流方向；
3. 由于磁场方向不变，电流方向改变，因此线圈导线a的受力方向改变，使线圈能持续转动。
【答案】
换向器 平衡位置 线圈中电流方向 改变
【知识点】
直流电动机、换向器作用、磁场对电流的作用
【点评】
本题考查直流电动机的基础结构与工作原理，属于核心知识点，需准确记忆换向器的功能及受力方向的影响因素，难度适中。
【难度系数】
0.6

3.（教材正文改编）电动机主要是由线圈和两部分组成，能够转动的部分叫作，固定不动的部分叫作。

3. 磁体 转子 定子

【分析】本题考查电动机的基本构造，需回忆教材中关于电动机组成的知识点：电动机由转动部分和固定部分构成，转动部分包含线圈，固定部分有磁体，再对应转动部分和固定部分的名称即可填空。
【解析】电动机主要由线圈和磁体两部分组成；能够转动的部分叫作转子；固定不动的部分叫作定子。
【答案】磁体 转子 定子
【知识点】电动机的构造
【点评】本题为教材基础概念改编题，属于识记类题目，直接考查电动机的基本组成，难度较低。
【难度系数】0.8

4.（教材正文改编）如图是小明制作的简易电动机.他将一端引线的漆皮全部刮掉,另一端引线的漆皮只刮半周,这样在线圈转动时,漆皮未刮掉的部分相当于电动机中的（选填“换向器”或“转子”）.通电后,用手轻推线圈,线圈便开始转动,其工作原理是通电线圈在.

4. 换向器 磁场中受到力的作用

【分析】
要解答本题，需明确简易电动机的构造原理和工作原理：首先，理解引线漆皮的处理方式对应的功能，对应电动机的核心部件；其次，掌握电动机的工作原理，即可逐步确定答案。
【解析】
1. 对于第一个空：简易电动机中，一端引线漆皮全刮、另一端只刮半周，当线圈转动时，漆皮未刮掉的部分会在线圈转过半周时切断电流，转过半周后重新接通电流，自动改变线圈中的电流方向，这与电动机中换向器的作用完全一致，因此该部分相当于换向器。
2. 对于第二个空：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，所以通电后轻推线圈，线圈会在磁场力的作用下持续转动。
【答案】
换向器；磁场中受到力的作用
【知识点】
直流电动机构造；直流电动机工作原理
【点评】
本题考查简易电动机的基础知识点，属于教材内容改编题，难度较低，只要掌握换向器的作用和电动机的工作原理就能轻松解答。
【难度系数】
0.7

5. 【科学探究小制作】实践活动时，小华依次用干电池、钢球、硬币和几块磁体制作了如图所示的装置，用导线连接干电池的正极和下方钢球，硬币便开始逆时针旋转；将干电池的正负极对调，硬币旋转的方向与之前（选填“相同”或“相反”），硬币旋转过程中将能转化为能。为了加快硬币的旋转速度，可（选填“增加”或“减少”）电池节数。

第5题图 第6题图

5. 相反 电 机械 增加
【解析】当电源正负极对调后电路中电流的方向与原来相反,通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,故硬币旋转的方向会和原来运动方向相反;此装置的原理等同于电动机,硬币转动过程中将电能转化为机械能;通电导线在磁场中受力的作用,所受力的大小与电流的大小、磁场的强弱有关,故为了提高电动机转速,可采取增大电流或增强磁场,即可以提高线圈两端的电压,可选择增加电池节数.

【分析】
本题结合实践小制作考查电动机相关知识，解题思路如下：1. 明确通电导体在磁场中受力方向的影响因素：受力方向与电流方向、磁场方向有关，当电流方向改变时，受力方向改变，据此判断旋转方向；2. 该装置原理等同于电动机，分析其工作时的能量转化；3. 回忆电动机转速的影响因素（电流大小、磁场强弱），结合选项判断加快转速的方法。
【解析】
1. 旋转方向判断：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，将干电池正负极对调后，电路中电流方向改变，而磁场方向不变，因此通电导体（硬币）的受力方向改变，旋转方向与之前相反。
2. 能量转化：该装置工作原理和电动机相同，工作时消耗电能，使硬币转动获得机械能，所以将电能转化为机械能。
3. 加快转速的方法：电动机的转速与电流大小、磁场强弱有关，电流越大转速越快，增加电池节数可增大电路中的电流，因此能加快硬币的旋转速度。
【答案】
相反；电；机械；增加
【知识点】
通电导体在磁场中受力、能量转化、电动机原理
【点评】
本题结合实践小制作考查电动机的核心知识点，贴近生活实际，需要掌握受力方向的影响因素、能量转化及转速的调节方法，难度适中。
【难度系数】
0.5

6. 小明安装了如图所示的装置探究通电导体棒在磁场中运动时的受力情况.
(1)闭合开关后,通过观察来判断磁场对通电导体棒是否有力的作用.
(2)闭合开关后,发现导体棒不动,检查导线完好且连接无误,则出现这一问题的原因可能是.
(3)解决问题后,重新闭合开关,发现导体棒向左运动;接着将磁体的N、S极对调,发现导体棒向右运动,这一现象说明通电导体棒在磁场中受到力的方向与有关.
(4)为了探究通电导体棒在磁场中受到的力的方向是否和电流方向有关,应该进行的操作是:保持方向不变,将接在电源正负接线柱上的导线.

6. (1)导体棒是否运动 (2)磁场太弱(或电路中的电流太小、电源电压太低) (3)磁场方向 (4)磁场 调换位置
【解析】(1)~(2)略;(3)将图中磁体的N、S极对调,磁场方向与原来相反,导体棒运动方向改变,这说明通电导体棒在磁场中的受力方向与磁场方向有关;(4)想要探究通电导体棒在磁场中受到力的方向是否和电流方向有关,应保持其他条件不变,只改变电流方向,故正确的操作是在磁场方向不变的情况下,改变导体棒中电流的方向,即调换导线连接电源正负极的位置,观察导体棒的运动情况.

【分析】
本题是探究通电导体在磁场中受力情况的实验题，解题思路如下：
1. 判断磁场对通电导体是否有力的作用，利用“力可以改变物体运动状态”的原理，通过观察导体棒是否运动来判断；
2. 导体棒不动的原因从受力大小分析，若受力太小，导体棒无法运动，可能是磁场弱、电流小等因素导致；
3. 探究受力方向的影响因素时采用控制变量法，对调磁体磁极改变磁场方向，导体运动方向改变，说明受力方向与磁场方向有关；
4. 探究受力方向与电流方向的关系时，需控制磁场方向不变，改变电流方向，即调换电源正负极的导线位置，观察导体运动方向变化。
【解析】
(1) 力能改变物体的运动状态，当磁场对通电导体棒有力的作用时，导体棒会发生运动，因此通过观察导体棒是否运动，可判断磁场对通电导体棒是否有力的作用；
(2) 导体棒不动，说明磁场对导体棒的作用力过小，可能原因是磁场太弱，或电路中的电流太小（电源电压太低），导致无法使导体棒运动；
(3) 将磁体的N、S极对调，改变了磁场方向，此时导体棒运动方向发生改变，说明通电导体棒在磁场中受到力的方向与磁场方向有关；
(4) 探究通电导体棒受力方向与电流方向的关系时，需控制磁场方向不变，只改变电流方向，因此应调换接在电源正负接线柱上的导线位置，以此改变电流方向。
【答案】
(1) 导体棒是否运动；(2) 磁场太弱(或电路中的电流太小、电源电压太低)；(3) 磁场方向；(4) 磁场；调换位置
【知识点】
通电导体在磁场中受力、控制变量法
【点评】
本题考查通电导体在磁场中受力的基础实验，涉及实验现象判断、故障分析、影响因素探究，核心是控制变量法的应用，是电磁学的重点基础实验，需掌握实验原理与操作逻辑。
【难度系数】
0.7