12.6 直流电动机
一、单选题
1．如图所示，是最新设计的无人机，配备一个摄像头，远程计算机通过这个摄像头可以控制它的飞行，
使它能够在适合的地方着陆。下列说法中错误的是（ ）
A．当飞机受平衡力的时候是处于静止状态或匀速直线运动状态
B．电子马达相当于一个电动机，它是根据电磁感应的原理制成的
C．当机翼产生的升力大于飞机受到的重力时，无人机就能升空
D．无人机直立栖息在树枝上时，树枝对无人机的支持力和无人机对树枝的压力是一对相互作用力
2．小明所在的课外实践小组做了一个实验，在电池负极下面吸附一块圆柱形的强磁铁，把铜丝折成如图
甲所示的形状，然后把铜丝放在电池上进行通电，如图乙所示，调整铜丝与磁铁的接触点至合适的位置，
铜丝会以电池为轴心而不停地转动，相当于一个小型电动机，此装置的工作原理是（ ）
A．电流的磁效应 B．磁场对电流的作用
C．电磁感应现象 D．磁极间的相互作用
3．下列有关电学知识的说法中正确的是（ ）
A．使用测电笔时必须接触笔尖金属体
B．验电器的工作原理是同种电荷相互吸引
C．磁场对放入其中的物体都有磁力的作用
D．电动机工作时，主要将电能转化为机械能
4．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏
转．线圈中的电流越大，指针偏转角度越大．则下列说法正确的是（ ）
A．该装置利用了电流的热效应原理
B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大
5．如图是关于电磁现象的四个实验，下列说法正确的是（ ）
A．图 A 是研究发电机工作原理的实验装置
B．图 B 实验说明通电的导体周围存在磁场
C．图 C 是探究电磁感应现象的实验装置
D．图 D 是探究电磁铁磁性强弱与电流关系的实验装置
6．直流电动机工作时，当线圈转到平衡位置时，还会继续转过平衡位置一些，这是由于
A．电流的作用 B．磁场力的作用 C．换向器的作用 D．惯性
7．如图所示的装置可以用来演示物理现象，下列表述错误的是（ ）
A．图甲可用来判定通电螺线管的磁极方向
B．图乙可探究磁场对电流的作用
C．图丙可探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D．图丁实验原理与电动机工作原理相同
8．如图所示的是有关“电和磁”的实验，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图实验演示的是电磁感应现象 B．乙图实验演示的是发电机的工作原理
C．丙图实验演示的是电动机的工作原理 D．丁图实验说明磁场方向与 S 极一致
9．如图所示是同学们自制的玩具和工具，下列说法正确的是（ ）
A． 橡皮筋动力车前进时把弹性势能转化为机械能
B． 小电扇是利用了电磁感应原理转动的
C． 泡沫塑料切割机是利用电流的热效应原理工作的
D． 太阳灶是利用光的折射来将光能聚集在一起的
10．下列说法中不正确的是
A．磁场和磁感线都是真实存在的
B．电动机工作时是将电能转化为机械能
C．扬声器、电磁继电器、电铃都应用了电磁铁
D．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
二、多选题
11．下列说法中符合实际的是
A．给蓄电池充电时，电能转化为化学能
B．常用的测电笔就是用来测量家庭电路电压大小的工具
C．电动机主要是把电能转化为机械能
D．为了安全用电，洗衣机等家用电器的金属外壳必须与大地保持绝缘
12．关于如图所示情景，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，该冲程将内能转化为机械能
B．图乙中，闭合开关通电螺线管右端为 N 极
C．图丙中，发现有人触电时，应立即切断电源
D．图丁中，实验装置就是发电机的工作原理
13．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体在磁场中受力的原理工作的
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．仅改变磁场的方向可以改变线圈转动的方向
14．夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光
敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2 闭合，电动机 M
转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。以下说法正确的是（ ）
A．电动机工作时，电能转化为机械能
B．图中电磁铁的上端为 N 极
C．从安全用电的角度分析，进户线 a 端应该是零线
D．调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2 仍未闭合，为了达到设计要求，需要把滑动变阻器
R1的滑片 P 向右移动
15．人类衣食住行都离不开电，下列关于电的说法中，正确的是（ ）
A．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中橡胶棒得到了电子
B．电流方向与电子定向移动方向相反
C．发电机的工作原理是把其他形式的能转化为电能
D．电流通过导体，消耗的电能 W=UIt，根据欧姆定律 U=IR，得出 W=I2Rt，而焦耳热 Q=I2Rt，说明消
耗的电能总是等于焦耳热
第 II 卷（非选择题）
请点击修改第 II卷的文字说明
三、填空题
16．我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”，这类电表中有电流通过时，它的指针就会发
生偏转，据此你可以推测，电表内除了导线和指针外，一定还有 ，你推测依据的物理原理是
（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应”），我们根据这个原理制成了 （选填“电
动”或“发电”）机．
17．将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的 N 极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的
滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，这时锡箔纸、磁铁、干电池
就构成了闭合电路形成电流，电流在锡箔纸上电流的方向是从 （填“A 到 B”或“B 到 A”）。由于电流
在磁场中会受到 ，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动，其原理与 （填“发电机”或“电
动机”）相同。若让滚轮向相反的方向滚动，请说出一种可行的做法 。
18．中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的工作原理
是 。操纵无人机飞行控制器右手的“调速”手柄（如图所示）。可改变飞行的速度，与这个“调速”
手柄联动的电路元件实质是一个 ；这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘而接触不
良，这说明灰尘属于 （选填“半导体”、“导体”或“绝缘体”）。
19．如图所示，是泰微课“神奇的电动机”微视频中的一个情景，金属线框能连续转动是因为竖向的两段导
线中电流方向 （选填“相同”或“相反”，下同），所处的磁场方向 ，所受的力方向 且不在同一
直线上的缘故．
四、计算题
20．越来越多的城市用氢燃料新能源公交车，如图所示，据介绍，氢能源公交车通过氢氧离子的化学反应
为车辆提供动力，消耗的是氢气，排出的是无污染的“纯净水”，真正实现零排放、零污染。则：
（1）驱动公交车的电动机是依靠 的原理工作的；在行驶时，电池为公交车提供的电能是由 能转
化而来的；
（2）氢燃料新能源公交车满载时的总质量为 20t，某次公交车满载在水平地面上匀速直线行驶 1.5km，此
1
过程公交车所受阻力为总重的 。求该过程中公交车牵引力做的功是多少 ？（g 取 10N/kg）
10
（3）若公交车在（2）所述行驶过程中消耗氢燃料 0.5kg，则该公交车发动机的效率是多大 ？
（ q氢 =1.5 10
8 J / kg）
五、科普阅读题
21．阅读短文，回答问题。
据新华社报道，2021 年 7 月 20 日由中国中车自主研发，具有完整知识产权的高速磁悬浮列车（如图甲所
示）正式在青岛问世。该列车时速可达 600km/h，是世界第一套高速磁悬浮交通系统，也是现在地面上速
度最快的运输工具。
在目前生活中，普通高铁的时速大约为 350km/h，一般飞机的巡航速度也在 800km/h 左右，所以高速磁浮
列车能有效弥补飞机与高铁之间的运输空白。
（1）随着扬州高铁时代的到来，从扬州东站到北京南站如中途不停大约仅需 5h，若 10 年后你能乘坐高速
磁悬浮列车去北京，中途不停大约需要 h 到达（保留整数）；
（2）目前主流的磁悬浮系统主要有两种，一种是常导电磁悬浮系统（EMS）和另一种是超导电力悬浮系统
（EDS）（如图乙所示），其中 EMS 利用磁体间 的原理实现机车悬浮；
（3）高速磁悬浮列车无法依靠车轮和铁轨之间的摩擦力产生牵引力使车辆前进，而是采用一种叫做直线
电机的推进装置作为列车的牵引动力，其基本构成和作用原理与普通旋转电机类似，就如同将旋转电机沿
半径方向切开展平而成，请你猜测一下直线电机的工作原理
是 ；
（4）若磁悬浮列车利用直线电机工作，在效率一定时，其耗电功率与电机转速的立方成正比，而行驶速
度与电机转速成正比，下图中关于列车匀速直线行驶时受到的阻力 f 与车速 v 2关系图线正确的是 。12.6 直流电动机
一、单选题
1．如图所示，是最新设计的无人机，配备一个摄像头，远程计算机通过这个摄像头可以控制它的飞行，
使它能够在适合的地方着陆。下列说法中错误的是（ ）
A．当飞机受平衡力的时候是处于静止状态或匀速直线运动状态
B．电子马达相当于一个电动机，它是根据电磁感应的原理制成的
C．当机翼产生的升力大于飞机受到的重力时，无人机就能升空
D．无人机直立栖息在树枝上时，树枝对无人机的支持力和无人机对树枝的压力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A．静止或匀速直线运动都是平衡状态，此时都会受到平衡力的作用，故 A 正确，不符合题意；
B．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故 B 错误，符合题意；
C．机翼的上方是弧形，空气流过上方时流速大，压强小；机翼下方是平面，空气的流速小，压强大；这
一压强差使飞机获得竖直向上的升力；当升力大于重力时，无人机受到的合力方向向上，无人机就会升
空，故 C 正确，不符合题意；
D．无人机直立栖息在树枝上时，树枝对无人机的支持力和无人机对树枝的压力是一对相互作用力，故 D
正确，不符合题意。
故选 B。
2．小明所在的课外实践小组做了一个实验，在电池负极下面吸附一块圆柱形的强磁铁，把铜丝折成如图
甲所示的形状，然后把铜丝放在电池上进行通电，如图乙所示，调整铜丝与磁铁的接触点至合适的位置，
铜丝会以电池为轴心而不停地转动，相当于一个小型电动机，此装置的工作原理是（ ）
A．电流的磁效应 B．磁场对电流的作用
C．电磁感应现象 D．磁极间的相互作用
【答案】B
【详解】电动机原理是通电导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，故 B 符合题意，ACD 不符
合题意。
故选 B。
3．下列有关电学知识的说法中正确的是（ ）
A．使用测电笔时必须接触笔尖金属体
B．验电器的工作原理是同种电荷相互吸引
C．磁场对放入其中的物体都有磁力的作用
D．电动机工作时，主要将电能转化为机械能
【答案】D
【详解】A．使用测电笔时必须接触笔尾金属体，故 A 错误；
B．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故 B 错误；
C．磁场对放入其中的磁体都会产生磁力作用，而不是对所有物体都有磁力作用，故 C 错误；
D．电动机利用通电导体在磁场中受力运转，工作时主要将电能转化为机械能，故 D 正确。
故选 D。
4．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏
转．线圈中的电流越大，指针偏转角度越大．则下列说法正确的是（ ）
A．该装置利用了电流的热效应原理
B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大
【答案】D
【详解】A．电流表的内部构造显示电流表的制作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，故 A 错误；
B．线圈中有电流通过时，电能转化为机械能和内能，故 B 错误；
C．改变线圈中的电流方向，线圈受力方向改变，其转动方向会发生改变，故 C 错误；
D．电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路
中电流的大小，故 D 正确．
5．如图是关于电磁现象的四个实验，下列说法正确的是（ ）
A．图 A 是研究发电机工作原理的实验装置
B．图 B 实验说明通电的导体周围存在磁场
C．图 C 是探究电磁感应现象的实验装置
D．图 D 是探究电磁铁磁性强弱与电流关系的实验装置
【答案】D
【详解】A．图 A 中有电源，是电动机原理图，不是研究发电机工作原理的实验装置，故 A 错误；
B．图 B 中有学生电源，这是磁场对电流的作用实验，结论是通电导体在磁场中受力，故 B 错误；
C．图 C 是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，不是探究电磁感应现象的实验装置，故 C 错误；
D．图 D 中滑动变阻器连入电路中的电阻值不同，电路中电流大小不同，线圈匝数相同，故是探究电磁铁
磁性强弱与电流关系的实验装置，故 D 正确。
故选 D。
6．直流电动机工作时，当线圈转到平衡位置时，还会继续转过平衡位置一些，这是由于
A．电流的作用 B．磁场力的作用 C．换向器的作用 D．惯性
【答案】D
【详解】直流电动机在工作时，线圈转到平衡位置的瞬间，线圈中的电流断开，但由于线圈的惯性，线圈
还可以继续转动，转过此位置后，线圈中电流方向靠换向器的作用而发声改变．故选 D.
【点睛】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受力，影响受力转动方向的因素
有磁场方向和电流方向两个，换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流方向，它是两个金属半
环．
7．如图所示的装置可以用来演示物理现象，下列表述错误的是（ ）
A．图甲可用来判定通电螺线管的磁极方向
B．图乙可探究磁场对电流的作用
C．图丙可探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D．图丁实验原理与电动机工作原理相同
【答案】B
【详解】A．图甲根据安培定则（或小磁针的指向）可以判定通电螺线管的磁极方向，通电螺线管的左端
为 N 极，故 A 正确，不符合题意
B．图乙说明通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，故 B 错误，符合题意；
C．图丙通过铁钉被吸引的数目，可探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，故 C 正确，不符合题意；
D．图丁实验原理与电动机的工作原理相同，故 D 正确，不符合题意。
故选 B。
8．如图所示的是有关“电和磁”的实验，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图实验演示的是电磁感应现象 B．乙图实验演示的是发电机的工作原理
C．丙图实验演示的是电动机的工作原理 D．丁图实验说明磁场方向与 S 极一致
【答案】C
【详解】A．甲图中给导线通电后，小磁针的方向发生了偏转，实验说明了通电导线周围存在磁场，故 A
错误；
B．乙图中给线圈通电后，在磁场中会发生转动，说明通电线圈在磁场中受到力的作用，是电动机的工作
原理图，故 B 错误；
C．丙图实验演示的是通电导线在磁场中受力运动的情景，人们利用该实验原理制成了电动机，故 C 正
确；
D．丁图实验中，小磁针 N 极的指向就是条形磁铁磁场的方向，故 D 错误。
故选 C。
9．如图所示是同学们自制的玩具和工具，下列说法正确的是（ ）
A． 橡皮筋动力车前进时把弹性势能转化为机械能
B． 小电扇是利用了电磁感应原理转动的
C． 泡沫塑料切割机是利用电流的热效应原理工作的
D． 太阳灶是利用光的折射来将光能聚集在一起的
【答案】C
【详解】A．橡皮筋动力车前进时把弹性势能转化为动能，机械能不会增加，故 A 错误；
B．小电扇是把电能转化为机械能，利用通电线圈在磁场中受力的作用而工作，故 B 错误；
C．泡沫塑料切割机是利用电流的热效应将电热丝加热到高温状态，可以对泡沫塑料、吹塑纸和塑料瓶进
行切割，故 C 正确；
D．太阳灶使用的是凹面镜，对光线有会聚作用，利用光的反射，故 D 错误。
故选 C。
10．下列说法中不正确的是
A．磁场和磁感线都是真实存在的
B．电动机工作时是将电能转化为机械能
C．扬声器、电磁继电器、电铃都应用了电磁铁
D．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
【答案】A
【详解】A．磁场是真实存在的，而磁感线是假想的．故 A 错误，符合题意．
B．电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能．给 B 正确，不符合题意．
C．扬声器、电磁继电器、电铃都是利用电流磁效应工作的，都应用了电磁铁．故 C 正确，不符合题意．
D．磁极间的相互作用是通过磁体周围的磁场这种物质发生的．故 D 正确，不符合题意．
二、多选题
11．下列说法中符合实际的是
A．给蓄电池充电时，电能转化为化学能
B．常用的测电笔就是用来测量家庭电路电压大小的工具
C．电动机主要是把电能转化为机械能
D．为了安全用电，洗衣机等家用电器的金属外壳必须与大地保持绝缘
【答案】AC
【详解】A、给蓄电池充电是电能转化为化学能储存起来，A 正确；
B、测电笔是辨别火线和零线的装置，故 B 错误；
C、电动机主要是消耗电能产生了机械能，故电动机主要是把电能转化为机械能，故 C 正确；
D、为了安全用电，洗衣机等家用电器金属外壳必须要接地，在漏电时可以保证使用者的安全，故 D 错
误；
故选 AC．
点睛：具有金属外壳的用电器要通过地线接地，利用三孔插座配合三脚插头来完成接地，当用电器漏电
时，电流能通过地线导入大地，从而保证人员的安全．
12．关于如图所示情景，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，该冲程将内能转化为机械能
B．图乙中，闭合开关通电螺线管右端为 N 极
C．图丙中，发现有人触电时，应立即切断电源
D．图丁中，实验装置就是发电机的工作原理
【答案】AC
【详解】A．图甲中，火花塞产生电火花，使被压缩后的燃气点燃，瞬间燃烧产生高温高压的气体，从而
推动活塞下移，然后带动曲轴、飞轮转动，从而使汽车运动，属于做功冲程，此过程是把内能转化成了机
械能，故 A 正确；
B．图乙中，由安培定则可知，通电螺线管的左端是 N 极，则右端为 S 极，故 B 错误；
C．触电是人直接或间接地接触火线造成的，发现有人触电后立即切断电源，尽快拉开闸刀开关、用绝缘
体将人与火线拨开、用有橡胶把手的钢丝钳夹断火线，故 C 正确；
D．图丁中，通电导线在磁场中受力运动，即电能转化为机械能，电动机就是利用该原理制成的，故 D 错
误。
故选 AC。
13．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体在磁场中受力的原理工作的
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．仅改变磁场的方向可以改变线圈转动的方向
【答案】AD
【详解】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，故 A 正确；电动机工作过程中，消耗
的电能大部分转化为机械能，有一部分电能转化成了热能，故 B 错误；使线圈连续不停地转动下去是靠换
向器来实现的，故 C 错误；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，且所受力的方向与
电流的方向和磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故 D 正确．故选 AD．
14．夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光
敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2 闭合，电动机 M
转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。以下说法正确的是（ ）
A．电动机工作时，电能转化为机械能
B．图中电磁铁的上端为 N 极
C．从安全用电的角度分析，进户线 a 端应该是零线
D．调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2 仍未闭合，为了达到设计要求，需要把滑动变阻器
R1的滑片 P 向右移动
【答案】ACD
【详解】A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力的作用的原理制成的，工作时将电能转化为机械能，故 A
正确；
B．由图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为 S 极；故 B 错
误；
C．从安全用电的角度分析，开关应该接在进户线的火线上，由图可知开关控制的是进户线 b，因此进户线
b 应该是火线，a 是零线，故 C 正确；
D．电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的；当户外紫外线增强到设定值时，S2 仍未闭合，说明电磁铁
磁性过弱了，即电路的电流过小了，这是由于电路的电阻过大导致的，所以应该减小电路中的电阻，即应
该将滑动变阻器 R1的滑片 P 向右移动，故 D 正确。
故选 ACD。
15．人类衣食住行都离不开电，下列关于电的说法中，正确的是（ ）
A．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中橡胶棒得到了电子
B．电流方向与电子定向移动方向相反
C．发电机的工作原理是把其他形式的能转化为电能
D．电流通过导体，消耗的电能 W=UIt，根据欧姆定律 U=IR，得出 W=I2Rt，而焦耳热 Q=I2Rt，说明消
耗的电能总是等于焦耳热
【答案】ABC
【详解】A．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为摩擦过程中橡胶棒得到了电子，故 A 正确；
B．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，电子带负电，所以，电流方向与电子定向移动方向相反，
故 B 正确；
C．发电机工作时将其他形式的能转化成电能，故 C 正确；
D．非纯电阻中，W=UIt 用来求电功；Q=I2 Rt 用来求电热，但 W＞Q；只有在纯电阻电路，电流做功全用来
产生热量，电功 W=UIt=I2 Rt，故 D 错误。
故选 ABC。
第 II 卷（非选择题）
请点击修改第 II卷的文字说明
三、填空题
16．我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”，这类电表中有电流通过时，它的指针就会发
生偏转，据此你可以推测，电表内除了导线和指针外，一定还有 ，你推测依据的物理原理是
（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应”），我们根据这个原理制成了 （选填“电
动”或“发电”）机．
【答案】 磁体 磁场对电流的作用 电动
【分析】通电导体在磁场中会受到力的作用．电动机就是利用该原理制成的．
【详解】电压表、电流表等电学仪表的指针会发生偏转，肯定是受到了力的作用，并且是受电流的影响产
生了这个力，通电导体在磁场中会受到力的作用，所以这些仪表里还一定有磁体；电动机就是利用通电导
体在磁场中会受到力的作用原理制成的．
17．将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的 N 极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的
滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，这时锡箔纸、磁铁、干电池
就构成了闭合电路形成电流，电流在锡箔纸上电流的方向是从 （填“A 到 B”或“B 到 A”）。由于电流
在磁场中会受到 ，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动，其原理与 （填“发电机”或“电
动机”）相同。若让滚轮向相反的方向滚动，请说出一种可行的做法 。
【答案】 A 到 B 力的作用 电动机 见解析
【详解】[1]电流是从电源的正极出发，经过锡纸流回到电源负极，因此由图可知，电流在锡纸上的方向是
“A 到 B”。
[2][3]通过锡箔纸有电流，电流的周围存在磁场，通有电流的干电池在磁铁的磁场中受到力的作用开始运
动，所以滚轮立刻开始向前滚动，与电动机的工作原理相同。
[4]通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变
磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下。
18．中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的工作原理
是 。操纵无人机飞行控制器右手的“调速”手柄（如图所示）。可改变飞行的速度，与这个“调速”
手柄联动的电路元件实质是一个 ；这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘而接触不
良，这说明灰尘属于 （选填“半导体”、“导体”或“绝缘体”）。
【答案】 通电导体在磁场中受力的作用 滑动变阻器 绝缘体
【详解】[1]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。
[2]电动自行车上的“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变
电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。
[3]这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于绝缘体。
19．如图所示，是泰微课“神奇的电动机”微视频中的一个情景，金属线框能连续转动是因为竖向的两段导
线中电流方向 （选填“相同”或“相反”，下同），所处的磁场方向 ，所受的力方向 且不在同一
直线上的缘故．
【答案】 相同 相反 相反
【详解】[1][2][3]由图知道，金属线框能连续转动的缘故是：竖向的两段导线中电流方向相同，所处的磁场
方向相反，故所受的磁场力方向相反且不在同一直线上．
四、计算题
20．越来越多的城市用氢燃料新能源公交车，如图所示，据介绍，氢能源公交车通过氢氧离子的化学反应
为车辆提供动力，消耗的是氢气，排出的是无污染的“纯净水”，真正实现零排放、零污染。则：
（1）驱动公交车的电动机是依靠 的原理工作的；在行驶时，电池为公交车提供的电能是由 能转
化而来的；
（2）氢燃料新能源公交车满载时的总质量为 20t，某次公交车满载在水平地面上匀速直线行驶 1.5km，此
1
过程公交车所受阻力为总重的 。求该过程中公交车牵引力做的功是多少 ？（g 取 10N/kg）
10
（3）若公交车在（2）所述行驶过程中消耗氢燃料 0.5kg，则该公交车发动机的效率是多大 ？
（ q氢 =1.5 10
8 J / kg）
【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 化学 3 107 J 40%
【详解】（1）[1][2]电动机原理是：通电线圈在磁场中受力发生转动；电池在使用的过程中将存储在内的化
学能转化为电能。
（2）[3]公交车的质量为
m = 20t = 2 10kg
公交车的重力
G = mg = 2 104 kg 10N / kg = 2 105 N
公交车受到的阻力
F 1阻 = G
1
= 2 105 N = 2 104 N
10 10
公交车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力为
F牵 = F阻 = 2 10
4 N
则牵引力做功为
W = F s = 2 104 N 1.5 103 m = 3 107 J
牵
（3）[4]0.5kg 氢燃料完全燃烧放出的热量为
Q放 = m氢q氢 = 0.5kg 1.5 10
8 J / kg = 7.5 107 J
公交车发动机的效率
h W 100% 3 10
7 J
= = 100 = 40%
Q放 7.5 10
7 J
答：（1）驱动公交车的电动机是依靠通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的；在行驶时，电池为公交车
提供的电能是由化学能能转化而来的；
（2）该过程中公交车牵引力做的功是 3×107J；
（3）则该公交车发动机的效率是 40%。
五、科普阅读题
21．阅读短文，回答问题。
据新华社报道，2021 年 7 月 20 日由中国中车自主研发，具有完整知识产权的高速磁悬浮列车（如图甲所
示）正式在青岛问世。该列车时速可达 600km/h，是世界第一套高速磁悬浮交通系统，也是现在地面上速
度最快的运输工具。
在目前生活中，普通高铁的时速大约为 350km/h，一般飞机的巡航速度也在 800km/h 左右，所以高速磁浮
列车能有效弥补飞机与高铁之间的运输空白。
（1）随着扬州高铁时代的到来，从扬州东站到北京南站如中途不停大约仅需 5h，若 10 年后你能乘坐高速
磁悬浮列车去北京，中途不停大约需要 h 到达（保留整数）；
（2）目前主流的磁悬浮系统主要有两种，一种是常导电磁悬浮系统（EMS）和另一种是超导电力悬浮系统
（EDS）（如图乙所示），其中 EMS 利用磁体间 的原理实现机车悬浮；
（3）高速磁悬浮列车无法依靠车轮和铁轨之间的摩擦力产生牵引力使车辆前进，而是采用一种叫做直线
电机的推进装置作为列车的牵引动力，其基本构成和作用原理与普通旋转电机类似，就如同将旋转电机沿
半径方向切开展平而成，请你猜测一下直线电机的工作原理
是 ；
（4）若磁悬浮列车利用直线电机工作，在效率一定时，其耗电功率与电机转速的立方成正比，而行驶速
度与电机转速成正比，下图中关于列车匀速直线行驶时受到的阻力 f 与车速 v 2关系图线正确的是 。
【答案】 3 见解析 磁场对电流的作用 A
【详解】（1）[1]扬州东站到北京南站的路程为
s=v 高铁 t=350km/h×5h=1750km
乘坐高速磁悬浮列车去北京需要的时间
t s= = 1750km 3h
v磁悬浮 600km/h
（2）[2]常导电磁悬浮系统是根据磁极间的异名磁极相互吸引作用实现机车悬浮。
（3）[3]电动机的原理是磁场对通电导体有力的作用，直线电机的工作原理也是磁场对通电导体有力的作
用。
（4）[4]设电机的转速为 n，车的行驶速度为 v，根据题意得
P 电=k n31 ①（k 为比例系数）
车匀速行驶时，获得的机械能
P 机械=F 牵 v=fv②
设效率为 η，所以
P 机械=P 电 η
fv=k 31n η③
而行驶速度与电机转速成正比，所以
v=k2n④
则转速
n v=
k ⑤2
把⑤代入③整理得
k 2f = lnv k h3 = v
2 1
k2 k
3
2
k1h
k 3 是一个定值，所以阻力 f 与车速 v
2成正比，故 A 正确，BCD 错误。
2
故选 A。
