20.4电动机练习2024-2025学年物理人教版九年级全一册

20.4 电动机 练习 一、填空题 1．新能源电动汽车在行驶中能量转化过程是电池中的 能转化为电能，电动机再把电能转化为 能。 2．利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。 (1)应在从M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒’）； (2)如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是 。 3．如图所示，当闭合开关，导轨上的铜棒就会向右滚动起来，为了让铜棒向左滚动，你的操作是 。 4．利用图甲装置研究“磁场对通电直导线的作用”。    （1）应在M、N之间接入 ，装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）； （2）如图乙中，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是 ，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。 5．如图所示的装置，线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置。    （1）图甲中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到a”），图乙中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到a”）； （2）图甲中ab段导线所受磁场力F的方向竖直向上，请标出图乙中ab段导线所受磁场力的方向 ； （3）本装置是采用 的办法使线圈连续转动下去。 二、单选题 6．如图甲和乙是两个电动机，图乙线圈一侧轴的漆皮刮掉一半，线圈另一侧轴的漆皮全部刮掉，通电之后，两线圈均能持续转动，下列说法正确的是（　　） A．甲图的原理是电磁感应 B．乙图刮去一半漆皮与甲图换向器作用相同，都是为了改变电流方向 C．将甲图的电源和磁体都去掉，并添加小磁针，还可以验证“电流的磁效应” D．图乙线圈在转动过程中，磁场对线圈不是始终有力的作用 7．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 8．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 9．如图是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列说法中不正确的是（　　） A．在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变 B．通电线圈转动时，主要将消耗的电能转化为机械能 C．电流表线圈转动的原理与电磁铁工作的原理类似 D．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态 10．如图所示实验装置，当合上开关后，可以看到导线ab沿轨道向右运动。以下分析错误的是（　　） A．电能转化为ab的机械能 B．说明电流通过ab时在其周围产生了磁场 C．利用该实验原理发明了发电机 D．如果将ab固定住，给磁铁装上滚轮，或许会看到磁铁移动 11．如图所示，小翔同学做了一个小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（　　） A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的 B．转动过程中，CD边始终受到磁场力 C．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替 D．线圈两端（作为转轴）的漆皮一端全部刮去，另一端刮去半周，这样可持续转动 12．关于直流电动机，下列叙述正确的是（　　） A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能 B．直流电动机的工作原理是电磁感应 C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变 D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的 13．已知某电动机的工作效率为60%，圆的面积表示输入电动机的总能量，电动机输出有用的能量用灰色底表示，工作过程中损失的能量是内能。图中能量的形式以及大小最符合该电动机要求的是（   ） A． B． C． D． 三、多选题 14．如图所示是探究“让通电导线在磁场中动起来”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．利用图中实验原理可以制作电动机 B．通电导体在磁场中运动时，电能转化为机械能 C．与导体接触的金属导轨越平滑，实验现象越明显 D．同时改变磁场方向及电源正、负极，导体的运动方向也会改变 15．如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机主要把动能转化为电能 C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 四、简答题 16．电动机主要由哪两部分构成？电动机换向器的构造大体是怎样的？它有什么作用？ 五、实验题 17．用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图的甲、乙、丙所示。 (1)乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，则磁化后的铁钉的尖端为 （填“N”或“S”极）。 (2)丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉 （填“向上”或“向下”）。 (3)这个简易电动机工作时，将电能转化为 能。 (4)丙图中，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 方向。 18．小明学习电动机原理后，制作小小电动机。把一段粗漆包线绕成约的矩形线圈，如图甲所示。漆包线在线圈的两端各伸出约。然后，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块磁铁，如图乙所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去，小小电动机就制作好了。 (1)电动机工作原理是：通电线圈在 中受力转动； (2)只将磁铁的N、S极对调，线圈转动方向与原来 （选填“相同”或“相反”）； (3)线圈在转动过程中 能转化为 能。 19．请完成小文对扬声器发音原理的探究过程． (1)猜想：观察如图所示扬声器的构造，猜想它的发声原理是 ． (2)实验：①将干电池接在线圈两端，观察到纸盆向前运动；将电池正、负极对调，观察到纸盆运动方向 ．每次接电池时听见扬声器发出“喀喀”的响声． ②将3节干电池串联成电池组，串联滑动变阻器后接在线圈两端，当改变阻值大小使电流值变化时，观察纸盆运动幅度随电流的增大而 ． ③分别用1、2、3节电池在线圈两端碰触，听碰触时的“喀喀”声变化情况是 ． (3)分析论证：扬声器纸盆振动的方向由 决定．扬声器发声的大小与通入线圈电流大小的关系是 ． 参考答案： 题号 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 D A C C C D D B ABC AC 1． 化学 机械 【详解】[1]电池是新能源电动汽车的核心部件之一，它储存着大量的能量。在电池内部，通过化学反应等方式储存的是化学能。当电动汽车需要行驶时，电池会放电，将储存的化学能转化为电能，供给电动机使用。 [2]电动机是电动汽车的动力来源。当电池提供的电能流入电动机时，电动机内部的磁场和电流相互作用，产生旋转力，从而驱动电动汽车的车轮转动。在这个过程中，电动机将电能转化为机械能，使电动汽车得以行驶。 2．(1) 电源 铝棒 (2)竖直向上 【详解】（1）[1]因为本实验要观察的是磁场对通电导线的作用，所以应在M、N之间接入电源，使电路中有电流通过。 [2]探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，铁为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，所以装置中的导体棒应选铝棒。 （2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，即磁场方向是相同的。通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟磁场方向和导体中电流方向有关，ab导线中电流方向和cd导线中电流方向相反，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上。 3．将电源的正极对调或将磁体的磁极对调 【详解】通电铜棒在磁场中受力运动，为了改变铜棒的运动方向，应该改变铜棒的受力方向；铜棒的受力方向与电流方向及磁场方向有关，所以，为了让铜棒向左滚动，应该将电源的正极对调或将磁体的磁极对调。 4． 电源 铝棒 竖直向上 不是 【详解】（1）[1][2]利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在MN间应接电源；探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而是铝棒。 （2）[3][4]在乙图中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，因ab段导线中电流方向与cd段导线中电流方向相反，因此ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上。 5． 由b到a 由a到b    改变电流方向 【详解】（1）[1]由于电流从电源的正极出发，故图甲中ab的电流方向是由b到a。 [2] 在图乙中，导线ab中的电流方向是由a到b，与图甲的电流方向相反。 （2）[3]磁场方向不变，导线ab中的电流方向改变，所以导线ab的受力方向改变，图甲中导线ab的受力方向向上，所以图乙中导线ab的受力方向向下，如下图所示    （3）[4]由图可知，本装置是采用改变电流方向的办法使线圈连续转动下去，图中换向器起到改变电流方向的作用。 6．D 【详解】A．甲图的原理是通电导体在磁场中受力的作用运动，故A错误； B．乙图刮去一半漆皮，是为了使电流方向不变，只有半周有电流，；甲图换向器作用相同，是为了改变电流方向，故B错误； C．将甲图的电源和磁体都去掉，并添加小磁针，电路中没有电流，无法验证“电流的磁效应”，故C错误； D．图乙线圈在转动过程中，当有漆皮的导线接入电路中时，电路处于断路状态，电路中没有电流，磁场对线圈没有力的作用，故D正确。 故选D。 7．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。 8．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。 9．C 【详解】A．线圈在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故当只改变磁场的方向，故线圈在磁场中受到的力的方向将改变，故A选项正确，但是A选项不符合题意； B．通电线圈转动时，是通电导体在磁场中受到力的作用，故是将电能转化机械能，故B选项正确，但是B选项不符合题意； C．电流表线圈转动是将电能转化机械能，其原理是是通电导体在磁场中受到力的作用，而电磁铁是通电的导线具有磁性，故原理不同，C选项错误，故C选项符合题意； D．通电线圈由静止开始转动，受到了磁场力的作用，故是力改变了线圈的运动状态，D选项正确，故D选项不符合题意。 故选C。 10．C 【详解】AD．如图所示实验装置，当合上开关后，电路是通路，根据磁场对电流的作用，可以看到原来静止的导线ab沿轨道向右运动，将电能转化为机械能；磁场对电流有力的作用，由于力的作用是相互的，电流对磁场也有力的作用，在力的作用下如果将ab固定住，给磁铁装上滚轮，或许会看到磁铁移动，综上分析知，故AD正确，不符合题意； B．磁场最基本的性质对放入其中的磁体有力的作用。如图所示实验装置，当合上开关后，可以看到导线ab沿轨道向右运动，说明磁场对导线ab沿有力的作用轨道向右运动，电流通过ab时在其周围产生了磁场，故B正确，不符合题意； C．利用该实验原理发明了电动机，故C错误，符合题意。 故选C。 11．D 【详解】A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故A错误； BD．为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮去，另一端只刮半周，这样就可以让线圈转动时，有半周通电受力而转动，另外半周不通电依靠惯性继续转动，从而实现连续转动，故B错误，D正确； C．绕制线圈时，如果用普通的铜导线代替，会造成电源短路，不能正常工作，故C错误。 故选D。 12．D 【详解】A．直流电动机正常工作时，消耗电能，得到机械能，是将电能转化为机械能，故A错误； B．直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故B错误； C．通电导线在磁场中受力的方向跟磁场的方向以及电流的方向有关，当电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变，故C错误； D．直流电动机中起电驱电流的换向作用的结构叫做换向器，直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的，故D正确。 故选D。 13．B 【详解】AD．电动机工作时将电能转化为机械能和内能，其中机械能属于有用的能量，且占总能量的60%，故AD不符合题意； B．电动机的工作效率 故B符合题意； C．电动机的工作效率 故C不符合题意。 故选B。 14．ABC 【详解】AB．由图可知，电路中有电源，闭合开关，导体棒就会在磁场中运动起来，是由于通电导体在磁场中受力而运动，在这个过程中，电能转化为机械能，利用该原理可以制作电动机，故AB正确； C．导体棒在磁场中受力运动时，会受到金属导轨的阻力作用，当金属导轨越平滑时，受到的阻力越小，实验现象越明显，故C正确； D．导体在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关，改变电流方向或磁场方向，导体运动方向会发生改变，如果二者同时改变，则导体运动方向不变，故D错误。 故选ABC。 15．AC 【详解】AB．电动机的工作原理是，通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机主要由磁体和线圈组成，工作时主要把电能转化为机械能，故A正确，B错误； C．通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，磁场方向不变，对调电源正、负极，可改变线圈中的电流方向，所以能改变电动机的转动方向，故C正确； D．根据焦耳定律可知，电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关，故D错误。 故选AC。 16．见解析 【详解】答：电动机由定子和转子组成；换向器的构造：两个铜半环跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘，两个电刷分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路；换向器的作用是每转过平衡位置时都能自动改变线圈中电流方向，使直流电动机向一个方向持续转动下去。 17．(1)N (2)向下 (3)机械 (4)电流 【详解】（1）乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉根据异名磁极相互吸引可得铁钉的尖端为N极。 （2）电源外部电流从正极流向负极，故丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，通过电线的电流方向是向下。 （3）简易电动机工作时，将电能转化为机械能。 （4）通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方向改变则其转动方向就改变；而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关，因此要改变铁钉转动方向可以改变电流方向。 18．(1)磁场 (2)相反 (3) 电 机械 【详解】（1）电动机的原理是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作过程中将电能转化为机械能。 （2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向均有关，电流方向和磁场方向某一个改变，通电导体在磁场中的受力方向就会发生改变。所以只将磁铁的N、S极对调，线圈转动方向与原来相反。 （3）[1][2]电动机工作过程中，消耗电能，产生机械能，所以线圈在转动过程中将电能转化为机械能。 19． 通入扬声器的电流变化引起纸盆振动发声 向后 增大 越来越大 电流方向 电流越大，扬声器发声越大 【详解】解答：(1)观察如图所示扬声器的构造，对它的发声原作出的理猜想是：通入扬声器的电流变化引起纸盆振动发声；(2)①将干电池接在线圈两端，观察到纸盆向前运动；在磁场不变的情况下，将电池正、负极对调，改变电流方向，观察到纸盆运动方向向后；②将3节干电池串联成电池组，串联滑动变阻器后接在线圈两端，磁场强度不变的情况下，当改变阻值大小使电流值变化时，会观察到随着电流的增大，线圈在磁场中受到的力增大，纸盆运动幅度增大；③分别用1、2、3节电池在线圈两端碰触，通过的电流越大，线圈振动幅度越大，带动纸盆振动幅度越大，碰触时扬声器发出的“喀喀”声就会越来越大；(3)根据以上的实验现象得出结论：扬声器纸盆振动的方向由电流方向决定；扬声器发声的大小与通入线圈电流大小的关系是：电流越大，扬声器发声越大． 点睛：（1）根据线圈中的变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声．（2）通电线圈在磁场中的受力方向和电流方向、磁场方向有关；通电线圈在磁场中的受力大小和电流大小、磁场强弱有关；线圈受力越大，振动幅度越大，发出声音的响度越大；（3）根据以上的实验现象总结出结论． 学科网（北京）股份有限公司 $$