17.2 探究电动机转动的原理 ----2024-2025学年沪粤版物理九年级下学期

2024—2025学年九年级下册物理沪粤版17.2 探究电动机转动的原理 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在直流电动机结构中，换向器的作用是（　　） A．改变磁感线的方向 B．改变线圈的转动方向 C．改变线圈中的电流方向 D．使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 2．如图直流电动机（已安装换向器）的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反 B．从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向 C．导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同 D．导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同 3．直流电动机中换向器的作用是（    ） A．当线圈在磁场内转动时，每转动一周，换向器改变一次线圈中的电流方向 B．当线圈在磁场中转动时，换向器可随时改变线圈中的电流方向 C．每当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向 D．没有换向器，直流电动机也可以工作 4．小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动，若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（　　） A．只对调电源的正、负极 B．只对调磁体的N、S极 C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点 5．下列各图中，利用电磁感应原理工作的装置是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示是研究通电导体在磁场中的受力情况的实验装置，通电后导体AB向右运动，若要使AB向左运动，下列办法可行的是 A．将滑动变阻器的滑片向左滑动 B．将滑动变阻器的滑片向右滑动 C．改变导体中的电流方向，同时改变磁场方向 D．将磁体的磁极对调 7．关于通电螺线管下列说法不正确的是（　　） A．通电螺旋管周围存在磁场 B．通电螺线管周围不存在磁场 C．通电螺线管周围的磁场方向与线圈中电流方向有关 D．通电螺线管周围的磁场方向与线圈绕向有关 8．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　） A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调 9．小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是 A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B．电源电压太低 C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小 10．如图所示，导体棒AB向左运动，下列操作能使导体棒向右运动的是（　　） A．调换磁极 B．换用干电池 C．将导体棒A，B端对调 D．向左移动滑动变阻器滑片 11．如图所示，中国科技馆的“探索与发现A厅”中有一个“电磁感应摆”，甲、乙两线圈分别被悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，两线圈通过导线连接在一起并构成一个闭合的回路，用手使甲线圈在磁场中摆动时，乙线圈也会随之摆动起来．关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．甲线圈摆动的过程中电能转化为机械能 B．根据乙线圈摆动的原理可以制成发电机 C．乙线圈能发生摆动是因为通电导体在磁场中受力 D．甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源 12．预防新冠病毒最有效的措施是打疫苗，如图所示的是我国生产的某种电动式无针注射器工作示意图，通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤，下列能反映该注射器工作原理的是（　　）    A．   B．     C．   D．   13．如图所示，将各元件按照此方式安装好，闭合开关后，发现金属棒ab向右运动，再次断开开关，闭合开关后下列操作可使金属棒向左运动的是（　　） A．调换磁铁的N，S极 B．降低电源电压 C．换用条形磁铁 D．调换磁铁N，S极并调换电源正负极 14．商场和超市出口处的报警器由检测天线、检测门、检测器构成。营业员在结账后，会将贴在商标上具有磁性的软标签消磁。若商品的软标签未经消磁而经过检测通道，检测天线便检测到商品上标签的磁性，从而将机械运动转化为电流，显示在仪表上。由此可见，报警器的原理与下列图中原理相同的是（  ） A． B． C． D． 15．小红发现教室的投影幕布有一个开关，通过其转换可以使幕布上升或下降．请教物理老师后她得知，电动机的旋转方向会随电流方向的改变而改变．于是她用单刀双掷开关及其它元件设计了如图所示的电路图，其中能通过开关的转换而改变电动机旋转方向的是（  ） A． B． C． D． 二、填空题 16．小明通过学习得到下面几个结论，请帮他补充完整： （1）实验表明，通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟 方向和 方向有关． （2）要使直流电动机中的线圈连续平稳地转动，必须使线圈一到 时就能自动改变线圈里的 ，使它受力的方向总是相同的．在直流电动机里，完成这一任务的装置叫 ． （3）电动机可以把 能转化成 能． 17．如图所示，一束电子自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到磁场力的作用，向纸面内偏转，若将两个磁极对调，则电子束将向 （填“纸面内”或“纸面外”）偏转． 18．扬声器： （1）扬声器是将 转化成 的装置，它由固定的 、 和 构成； （2）扬声器的工作原理：线圈通过如下图所示电流时，受到磁体吸引而向 运动；当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向 运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回 ，带动 也来回振动，于是扬声器就发出了声音。 19．2009年12月26日，世界上一次建成里程最长、运营速度最高的高速铁路——武广高铁正式投入运营。请回答下列问题： （1）列车的车身材料与飞机的相同，采用轻并且坚固的优质铝合金材料。物质的物理属性有很多，如密度、磁性、导电性、导热性、硬度等。上述属性中，“轻”反映了铝合金材料的 物理属性，“坚固”反映了铝合金材料的 物理属性； （2）某时刻列车的电子屏幕显示它的运行速度如下图所示，此速度合 m/s。武广高铁全长1069km，若列车运行的平均速度是305km/h，则跑完全程需 h（计算结果小数点后保留一位数字）； （3）武广高铁全程采用全封闭管理，列车高速运行过程中车身周围的气压 （选填“大于”、“等于”或“小于”）离车身较远处的气体压强。 （4）高速铁路一般采用电力机车，它的电动机是利用 的原理来工作的。 三、计算题 20．如图，线圈abcd位于磁场中。 (1)通电后，cd段导线的电流方向是 (填“由c到d”或“由d到c”)； (2)cd段导线受磁场力的方向如图所示，在图中画出ab段导线受磁场力的方向。 ( ) 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 《2025年2月19日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C C D D B B C A 题号 11 12 13 14 15 答案 C C A D C 1．C 【详解】根据物理常识可知，在直流电动机中，换向器的作用就是在线圈转动时，可以自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈能够持续转动，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，导线cd在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的，故A错误； B．由图可知，从上往下看，线圈中电流方向都是顺时针方向，故B错误； C．导线cd在甲图中电流方向是由d到c的，受力方向是竖直向上的，在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的，故C错误； D．由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，在乙图中电流方向是由a到b的，受力方向是竖直向上的，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】直流电动机的换向器的作用是当线圈刚好转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使线圈不停的转动． 4．C 【详解】A．电动机转动方向与电流方向和磁场方向有关，调换电流方向或磁场方向，电动机的转动方向会发生变化，所以只对调电源的正、负极，电路中电流方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故A不符合题意； B．只对调磁体的N、S极，磁场方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故B不符合题意； C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电动机的转动方向不会发生变化，故C符合题意； D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电动机中的电流方向发生变化，可以改变电动机的转动方向，故D不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】A．电风扇工作原理是交流电动机中的通电线圈在磁场中受力而转动，将电能转化为机械能，同时由于线圈电阻，导致一部分电能转化为热能，故A选项不符合题意； B．电磁继电器是利用电流磁效应的原理制成的，故B选项不符合题意； C．司南是根据由于地磁场存在而发生偏转的，故C选项不符合题意； D．麦克风工作时，把声信号转变成电信号，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应的原理，故D选项符合题意。 故选D。 6．D 【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关．如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变． 【详解】A、将滑动变阻器的滑片P向左滑动，变阻器连入电路的电阻变小，根据可知电路中的电流变大，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故A不符合题意； B、将滑动变阻器的滑片P向右滑动，变阻器连入电路的电阻变大，根据可知电路中的电流变小，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故B不符合题意； C、改变导体中的电流方向，同时改变磁场方向，受力方向不变，故C不符合题意； D、将磁体的磁极对调，磁场方向发生改变，导体中的电流方向不变，受力方向改变，故D符合题意． 故选D． 7．B 【详解】AB．电流的磁效应是电流周围存在磁场，所以通电螺线管周围也存在磁场，故A正确、B错误，A不符合题意、B符合题意； CD．通电螺线管周围的磁场方向与通电螺线管中电流的方向、线圈绕向有关，故C、D正确，C、D不符合题意。 故选B。 8．B 【详解】A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误； B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确； C．向右移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误； D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误。 故选B。 9．C 【详解】A．接触不良，形成开路，电路中没有电流，形不成通电导体，电动机始终不会工作，故A不符合题意； B．若是线圈两端的电压太低，即线圈中的电流很小，线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故B不符合题意； C．平衡位置时电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，但是用手轻轻地碰了一下线圈后，线圈越过平衡位置，就会持续转动，故C符合题意； D．若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故D不符合题意。 故选C。 10．A 【详解】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向．将磁体的磁极对调，磁场方向与原来相反，则导体棒的受力方向与原来相反，故A正确；取走一节干电池，减小电源电压，减小电路中的电流，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故B错误；将导体棒a、b端对调，不能改变导体中的电流方向，也不能改变磁场方向，故C错误；将滑动变阻器的滑片P向左移动，电路的电阻减小，电路中的电流增大，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故D错误，故选A． 11．C 【分析】根据通电导体在磁场中受力的原理来对图中的装置进行分析．电动机的制作原理是通电导体在磁场中受力，发电机的原理是电磁感应，电动机工作时消耗电能，得到机械能；发电机工作时将机械能转化为电能． 【详解】A. 由题意知，甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，所以是机械能转化为电能，故A错误； B. 乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力，是电动机的原理，故B错误； C. 乙线圈能发生摆动是因为通电导体在磁场中受力，故C正确； D. 由前面分析可知，甲线圈中产生了感应电流，则甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，故D错误． 故选C． 12．C 【详解】根据题意可知，电动式无针注射器是依靠磁场对通电线圈有力的作用，利用了药液的惯性，将药液快速“注入”皮肤的，这与电动机的原理相同； A．由图可知，图中探究的是异名磁极相互吸引，与注射器工作原理不相同，故A不符合题意； B．该装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，利用的是电流的磁效应，与注射器工作原理不相同，故B不符合题意； C．闭合开关，通电导体在磁场中受到力的作用，与注射器工作原理相同，故C符合题意； D．闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，与注射器工作原理不相同，故D不符合题意。 故选。 13．A 【详解】A．调换磁铁的N、S极，磁场方向发生了变化，导体ab受力方向发生变化，会向左运动，故A正确； BC．降低电源电压、换用条形磁铁，不会改变金属棒的受力方向，故BC错误； D．调换磁铁N、S极并调换电源正负极，导体受力方向不变，故D错误。 答案A。 14．D 【详解】根据原题中“从而将机械运动转化为电流，显示在仪表上。”可知，该过程是将机械能转化为电能的过程，利用的是电磁感应现象。 A．该图是奥斯特实验，说明的是通电导体周围存在磁场，故A不符合题意； B．该图是验证通电导体在磁场中受力运动情况，该过程是将电能转化为机械能，故B不符合题意； C．该图验证的是同名磁极相互排斥的规律，故C不符合题意； D．动圈式话筒是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音颤动，从而带动连在一起的音圈在磁场中作垂直切割磁感线的运动，线圈两端就会产生感应电动势，从而完成声电转换。利用的是电磁感应，故D符合题意。 故选D。 15．C 【详解】AB、两开关并联，接1或2电流方向不变，故电动机旋转方向不变，故AB错误； C. 开关接1时电动机和左边的电阻并联后再和右边的电阻串联，电流由下面流进电动机，开关接2时电动机和右边的电阻并联后再和左边的电阻串联，电流由上面流进电动机，故接1或2时流进电动机的电流方向改变，电动机转动方向改变，故C正确； D. 接1或2时，电动机被短路，都不能工作，故D错误． 16． 电流 磁场 平衡位置 电流方向 换向器 电 机械 【详解】 (1)通电导体在磁场中受磁场力的作用，磁场力的方向与电流方向及磁场的方向有关．(2)通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向有关，当线圈刚转过平衡位置时，如果能及时的改变线圈中的电流方向，则线圈的受力方向就会变得相反，线圈就可以不停地转动下去了．实际的电动机是通过换向器来实现这项功能的．(3)电动机通过通电线圈在磁场中受到力的作用，从而使线圈在磁场中旋转，是将电能转化为机械能的机器． 点睛：（1）通电导体在磁场中受到磁场力的作用，根据影响通电导体在磁场里受力方向的因素填写．（2）线圈转过平衡位置以后不能连续转动，是因为线圈越过平衡位置以后，它受到的力要阻碍它的转动．如果线圈在越过平衡位置以后能及时的改变线圈中的电流方向，就可以改变线圈中的受力方向，从而就可以使线圈不停地转动下去了．（3）根据电动机的工作原理，消耗能量种类和产生能量的种类分析解答本题． 17．纸面外 【详解】通电导体受磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；已知一束电子（相当于通电导体）自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到磁场力的作用，向纸面内偏转；当磁极对调后，电流方向没有改变，因此电子束偏转方向与原来应相反，即向纸面外偏转． 18． 电信号 声信号 永久磁体 线圈 锥形纸盆 左 右 振动 纸盆 【详解】（1）[1][2]扬声器使用时消耗电能，是将电信号转化为声信号的装置。 [3][4][5]由图得，扬声器由永久磁体、线圈、锥形纸盆构成。 （2）[6]由图得，线圈受到磁体吸引时，受到的吸引力向左，因此线圈向左运动。 [7]当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥，受到的排斥力向右，线圈向右运动。 [8][9]由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈受到的吸引力和排斥力不断交换，线圈就不断地来回运动，因此带动纸盆振动，扬声器就发出声音。 19． 密度 硬度 100 3.5 小于 通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受到力的作用 【详解】（1）[1]“轻”的意思是说在体积相同的情况下，这种材料的质量小，说明它的密度小。 [2]“坚固”是说列车不易发生形变，指的是硬度大。 （2）[3]电子屏幕显示的速度是360km/h，合 [4]跑完全程需要的时间为 （3）[5]因为流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；列车高速运行过程中车身周围的空气随之高速运动，空气流速大，压强小，所以列车高速运行过程中车身周围的气压小于离车身较远处的气体压强。 （4）[6]电动机的工作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到力的作用 。 20． 由c到d 【详解】（1）[1]把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，电流从电源的正极出发经过开关从a到b到c到d回到负极。 （2）[2]通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，磁场的方向不变，电流通过ab段和cd段时的方向刚好相反，所以受到磁场力的方向也刚好相反，根据左手定则可判断出所受力的方向，具体如图所示： 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 $$