20.4电动机----2024-2025学年 人教版物理九年级下学期

2024-2025学年九年级物理第20章电与磁 电磁铁 20.4电动机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。以下实验与电磁弹射器工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动。则：（　　） A．调换磁极位置与电流方向，可以使ab向左运动 B．调换磁极位置与电流方向，可以使ab静止不动 C．实验说明了通电导体ab在磁场中受到力的作用 D．人们利用本实验揭示的道理制作了发电机 3．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，则（     ） A．磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用 B．磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用 C．磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩接力作用 D．磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用 4．如图，在电磁铁上方放一个可以自由移动的闭合线圈abcd，线圈平面与电磁铁处于同一竖直平面内，当通入如图所示的电流时，线圈的运动情况是（　　） A．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向下运动 B．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向上运动 C．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向下运动 D．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向上运动 5．如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（　　） A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同 B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同 C．图乙中的线圈处在平衡位置上 D．由于具有惯性，线圈能持续转动 6．我国自行研制的涡扇-20是一款推力范围为13000至16000千克力（kgf）的大涵道比涡扇发动机。该发动机将主要用于运-20大型运输机，未来还可作为大型客机、新型双发中型运输机、第二代远程反潜巡逻机的主要动力。下列说法正确的是（　　） A．中国高铁牵引电动机与涡扇-20都是热机 B．涡扇-20发动机不属于热机 C．火箭液氢液氧发动机同涡扇-20能量转化不同 D．涡扇-20发动机工作时实现内能转化为机械能 二、填空题 7．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。 8．实验如图所示，闭合开关，导体向右运动，说明通电导体在 中受到力的作用；使导体向左运动的方法 。（写一种即可） 9．小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是 （选填“甲”或“乙”），如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是 。 10．夜晚在户外开展施工活动时，可利用无人机悬停在空中进行照明，无人机先闭合开关让LED灯发光，再闭合开关启动电动机升空，则LED灯和电动机在电路中是 联的。电动机工作时将 能转化成 能和 能；LED灯主要由 材料制成。已知电池可释放电能1kW•h，动力和照明系统的电功率分别为150W和50W，此状态下无人机至多持续工作 h就需要更换电池。 三、实验题 11．如图所示，在“探究磁场对通电直导线的作用”实验中，小明把一根轻质的铝棒EF置于蹄形磁体的磁场中。 (1)接通电源，通过观察 来判断磁场对通电直导线有力的作用； (2)若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到铝棒EF会向相反方向运动，说明力的方向与 有关； (3)小明想探究“通电直导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”，请你帮助他写出具体的操作： ； 四、简答题 12．电磁轨道炮是一种远程、高能、多任务的武器，其射速可达当前海军的舰炮的3倍。其射程可达100英里（约161km）以上，以舰船上储存的电能为动力来源，小明通过查阅资料设计了一款简易版的电磁炮模型如图所示，请你简述电磁炮发射原理，并为如何提高所发射的炮弹速度提出两条建议。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D C A C B D 1．D 【详解】由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动； A．图中是奥斯特实验，表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场，故A不符合题意； B．图中实验是探究通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意； C．图中没有电源，是探究感应电流产生的原因，即电磁感应现象，故C不符合题意； D．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故D符合题意。 故选D。 2．C 【详解】AB．导线ab在磁场中的运动方向与磁场方向与电流方向有关，同时调换磁极位置与电流方向后，ab仍向右运动，故AB不符合题意； CD．当开关闭合时导体运动，这表明通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机就是根据这一原理制造出来的，故C符合题意、D不符合题意。 故选C。 3．A 【详解】磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中央上方，所以此处的磁感线是水平的，电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的“安培力”方向竖直向上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是竖直向下的；因此磁铁对水平桌面的压力除了重力之外还有通电导线的作用力，压力是增大的；因为这两个力的方向都是竖直向下的，所以磁铁不会发生相对运动，也就不会产生摩擦力。 故选A。 4．C 【详解】根据右手定则可知，蹄形电磁铁的左端是N极，右端是S极；在图示位置时，根据左手定则判断可知：ab边所受磁场力方向向里，cd边所受磁场力方向向外，则ab 边转向纸里，cd边转向纸外；从图示位置转过90°时，根据左手定则判断可知：ad边所受磁场力方向向下，线圈向下运动；所以当通入如图所示的电流时，线圈的运动情况是：线圈ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向下运动，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．B 【详解】AB．由图可知，导线ab在这两个时刻分别于电源正极和负极相连，电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A错误，B正确； C．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲、乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，图中不是平衡位置，故C错误； D．电动机之所以能转动，是因为换向器在线圈由于惯性刚转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，不是全部依靠惯性持续转动的，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】ABD．中国高铁牵引电动机是将电能转化为机械能的装置，涡扇-20是发动机，将内能转化为机械能，热机是将内能转化为机械能的装置，中国高铁牵引电动机不是热机，涡扇-20属于热机，故AB错误，D正确； C．火箭液氢液氧发动机将内能转化为机械能，与涡扇-20能量转化相同，故C错误； 故选D。 7． 磁场 机械 电流 【详解】[1][2]由图可知，电流表内部有磁体、线圈。当电流通过线圈时，线圈在磁场中受力转动，带动指针偏转，将电能转化为机械能。 [3]线圈在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，在磁场方向一定时，通过线圈的电流方向不同，线圈转动方向不同，所以测量时必须选择正确的接线柱。 8． 磁场 改变电流的方向 【详解】[1]闭合开关，根据电流的磁效应可知，通电导体ab周围存在磁场，导体相当于一个磁铁，在磁场中会受到力的作用，故说明通电导体在磁场中受到力的作用。 [2]导体运动的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故只需要改变其中一个物理量就可以实现导体运动的方向发生改变，故可以改变电流的方向。 9． 甲 将电源正负极对调 【详解】[1]在此过程中，将电能转化为机械能的装置是甲，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。 [2]通电导体受到的磁力方向与磁场方向、电流方向有关。如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是将电源正负极对调，改变电流中的电流方向。 10． 并 电 机械 内 半导体 5 【详解】[1]无人机先让LED灯发光，再启动电动机升空，LED灯和电动机工作时互不影响，因此是并联的。 [2][3][4]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，电动机工作时，将电能转化为机械能和内能。 [5] LED灯主要由硅制成的，硅是一种半导体材料，所以LED灯主要由半导体材料构成。 [6]无人机悬停在空中提供照明时，电动机和电灯同时工作，总功率为 由 知道，此状态下无人机至多持续工作 11．(1)导体EF摆动 (2)磁场方向 (3)调节滑动变阻器的位置，改变电路中电流大小，观察导体EF摆动幅度大小 【解析】【小题1】如图，当闭合开关接通电源后，我们能够观察到轻质的铝棒EF从原来的静止变为摆动，根据这个现象就可以判断磁场对通电直导线有力的作用。 【小题2】实验中只将磁体的两极对调，即是磁场的方向变了，接通电源后，能够观察到铝棒EF会向相反方向摆动，这说明导体受力的方向与磁场方向有关。 【小题3】小明想探究“通电直导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”，只需要调节滑动变阻器的位置，改变电路中电流大小，观察导体EF摆钟幅度大小即可。 12．见解析 【详解】电磁炮发射的工作原理是通电导体在磁场中要受到力的作用，将电能转化为机械能。由于磁场力的大小与电流的大小、磁场的强弱有关，要继续提高电磁炮的发射速度，需要增大磁场力，所以可以增大电流、增大磁场的强度。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$