第十七章 电动机与发电机巩固练习-2024-2025学年沪粤版物理九年级下学期

第十七章 电动机与发电机 一、单选题 1．如图所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD，做成电动机模型，通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是（　　） A．将线圈两端的漆全部刮去 B．将线圈一端的漆全部刮去，另一端的漆不刮 C．将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在同侧 D．将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在异侧 2．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．没有换向器也可实现持续转动 C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大 D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向 3．要改变直流电动机的转向，可以(    ) A．适当改变通过线圈的电流大小 B．升高或降低电源电压 C．对调电源两极或对调磁铁的两极 D．对调电源两极同时对调磁铁的两极 4．如图四个装置可以用来研究有关物理现象或说明有关原理，下列表述正确的是（　　） A．图①研究电磁感应现象 B．图②研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系 C．图③说明电动机原理 D．图④说明发电机原理 5．中国科技馆的“探索与发现A厅”中有一个写着“电从哪里来”字样的展台，在展台的一侧有一台手摇发电机，在展台中心区域有一个水车模型（如图所示），水车模型内部的电动机与发电机相连接．小祎同学用力摇动手摇发电机，发现水车模型转动了起来．关于此现象，下列说法中正确的是 A．手摇发电机的工作原理是电磁感应现象 B．水车模型内电动机的工作原理是电磁感应现象 C．发电机在工作过程中，将电能转化为机械能 D．水车模型在转动过程中，将机械能转化为电能 6．下列四幅图中，能够说明发电机工作原理的是 A． B． C． D． 7．降低供给直流电动机的电压，将(   ) A．改变运转方向 B．增大运转速度 C．减小运转速度 D．转速和转向都不变 8．如图所示为实验室常用电流表的内部结构图．多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连．当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小．下列与此工作原理相同的电器设备是（   ）    A．电烙铁 B．电铃 C．发电机 D．电动机 二、填空题 9．如图甲、乙所示是关于磁与电关系的示意图，其中图 是电磁感应现象；根据这现象可以制成 机．   10．如图所示，是探究感应电流产生条件的装置。    （1）实验时，是通过观察 来判断电路中是否产生感应电流； （2）导体ab静止悬挂，磁体保持不动，只闭合开关，电路中 （选填“有”或“无”）电流产生； （3）通过一系列实验操作可得：闭合电路的部分导体在磁场中做 运动，导体中会产生感应电流； （4）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施： 。 11．如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀。表达产生电流的条件就容易多了。闭合电路的 导体在磁场中做 运动时就会产生电流。产生的电流叫做 ，产生电流的现象叫 。 12．有一款太阳能汽车，太阳光照射到该车电池板上的总功率为8×103W时，电池产生的电压是120V，该电压对车上电动机提供的电流是10A． （1）太阳能电池板光电转化效率为 （2）电动机每分钟消耗的电能为 焦耳； （3）若电动机线圈的电阻为2Ω，则电动机机械效率为 ．（机械摩擦忽略不计） 13．根据电磁感应，当置于磁极附近的线圈在声音推动下做 振动时，线圈中会产生与声音变化相应的 ．这样就把声音转变成了相应的电流变化． 三、实验题 14．某物体兴趣小组利用如图所示做探究电磁感应实验，得到如下记录表格（实验中磁铁不运动）：    综合分析上面的实验记录，解答下列问题：     （1）①比较实验序号3和5可知，产生感应电流的条件之一是： ．  ②比较实验序号1、2、3、4可知，产生感应电流的另一个条件是：闭合电路中的一部分导体做 运动．     （2）①比较实验序号 可知：磁场方向会影响感应电流的方向．  ②比较实验序号3和4可知： 会影响感应电流的方向． 15．如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。 （1）实验中，AB棒的材料可能是 （填“塑料”或“铝”）； （2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 ； （3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示： 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无 3 切割磁感线运动 有 根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能； （4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系； （5）若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。 四、计算题 16．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。 ( ) 17．“汽车共享”在丽水市推出来受到市民的青睐，它属于公共交通的补充，可以满足人们自驾出行的需求。如图是我市一款按租用时间收费的电动共享汽车。五一期间，小科一家三口租用该款电动共享汽车去旅游，从租车点一路不停行驶105千米到达目的地，若全程的速度为70千米/时。回答下列问题： (1)如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。下列哪一幅图与刷卡所用的原理相同是 。 (2)租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，小科从租车点到目的地的租车费用为 元； (3)该车质量为1.6×103kg，小科一家三人总质量为是160 kg，每个轮胎和地面的接触面积为2×10-2m2，g取10 N/kg。求该车对地面的压强 。 (4)某品牌电动汽车的部分参数如下表所示。根据表中的数据电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米，则行驶时该车受到的阻力为多少 。 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 《第十七章 电动机与发电机》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D C B A B C D 1．C 【详解】没有换向器，不能改变线圈中的电流方向，就不能改变线圈的受力方向，所以闭合开关S后，发现线圈只能偏转至图示位置、不能持续转动，要想让线圈持续转动，需增加换向器，即将将线圈两端的漆各刮去一半，两端刮去的漆在同侧，相当于添加一个换向器，使线圈能够持续转动，故C正确。 故选C。 2．D 【详解】A．电动机通电后不转的可能原因：电流太小、磁场磁性太弱、电路断路、线圈处于平衡位置，故A错误； B．换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去，没有换向器无法实现持续转动，故B错误； C．对调磁极只会使线圈受力方向发生改变，不会改变线圈受力的大小，线圈转动的速度将不变，故C错误； D．线圈转动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中一者，线圈转动方向改变；同时改变两者，线圈转动方向不变，因此改变磁场方向可以改变线圈转动的方向，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】因为直流电动机中线圈转动的方向与电流的方向和磁场的方向有关；且两者有任何一个因素发生改变，线圈运动方向就会发生改变，但若两个因素都发生改变，线圈运动方向就不改变．所以对调电源两极或对调磁铁两极能改变直流电动机的转向． 故选C． 【点睛】本题考查了影响直流电动机的转向的因素，注意当电流方向和磁场方向同时改变时，电动机的转向不变． 4．B 【分析】（1）电流磁效应是指电流能产生磁场； （2）比较电磁铁磁性强弱一般用不同的电磁铁来吸引大头针； （3）电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会产生感应电流； （4）研究磁场对电流的作用要先给导体通电，再将其放入磁场中． 根据不同实验的特点，对照各图进行判断即可． 【详解】A. 是奥斯特实验，即演示电流的磁效应的实验装置，故A错误； B. 是演示电磁铁中线圈匝数的多少与磁性强弱的关系的实验装置，故B正确； C. 是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机原理，故C错误； D. 是演示磁场对电流作用的实验装置，是电动机的原理，故D错误； 故选B. 5．A 【详解】A. 据课本可知，手摇发电机的工作原理是电磁感应现象，故A正确； B. 水车模型内电动机的工作原理是：通电导线在磁场中受力的作用，故B错误； C. 发电机在工作过程中，消耗机械能，产生电能，所以是将机械能转化为电能的过程，故C错误； D. 水车模型在转动过程中，消耗电能，产生机械能，所以是将电能转化为机械能的过程，故D错误； 故选A. 【点睛】发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，该过程中消耗机械能，产生电能；电动机是了利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，该过程消耗电能，产生机械能； 6．B 【分析】（1）发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流； （2）电动机的工作原理是磁场对电流的作用，即通电线圈在磁场中受力转动； （3）奥斯特实验第一个揭示了电和磁之间的联系，说明了电流周围存在磁场． 【详解】A. 图示的通电导体在磁场中受到力的作用，受力的大小与电流的大小有关，是电动机的工作原理，故该选项不符合题意； B. 图示的是闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，故该选项符合题意； C. 图示的是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，故该选项不符合题意； D. 图示的是电铃的示意图，是利用电流的磁效应的原理工作的，故该选项不符合题意． 故选B. 7．C 【分析】电动机的转动速度和通过线圈的电流的关系逐项判断。 【详解】电动机的转动速度和通过线圈的电流有关。降低供给直流电动机的电压，会减小通过线圈中的电流，从而减小磁场对电流的作用力，而减小转速。 故选C。 8．D 【详解】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，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． A．电烙铁是利用电流的热效应制成的，与电流表的工作原理无关．故A错误． B．电铃是利用电流的磁效应制成的，与电流表的制成原理无关．故B错误． C．发电机是利用电磁感应现象制成的，与电流表的制成原理无关．故C错误． D．电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的．故D正确． 9． 甲 发电 【详解】在甲图中，闭合开关，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，说明电路中产生了电流，这是一种电磁感应现象．利用这种现象制成了发电机．图乙中有电源，闭合开关，导体在磁场中运动起来，说明导体在磁场中受到力的作用，由此可以说明通电导体在磁场中要受到力的作用，利用这个理论制成了电动机． 10． 灵敏电流计的指针是否偏转 无 切割磁感线 换一个磁性更强的磁体（或加快导体切割做感线的运动速度） 【详解】（1）[1] 电路中有感应电流时，灵敏电流计的指针偏转，电路中没有感应电流时，灵敏电流计的指针不偏转，实验时可通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。 （2）[2] 导体ab静止悬挂，磁体保持不动，只闭合开关，导体ab没有在磁场中做切割磁感线运动，因此电路中没有电流产生。 （3）[3] 通过一系列实验操作可得：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流。 （4）[4] 实验现象不太明显，说明感应电流太小故需要增大感应电流，可以换一个磁性更强的磁体或加快导体ab切割磁感线的运动速度。 11． 一部分 切割磁感线 感应电流 电磁感应现象 【详解】[1][2][3][4]闭合电路中的部分导体在磁场中，做切割磁感线运动时，就会产生电流。产生的电流叫感应电流，产生电流的现象叫电磁感应现象。如果导体在磁场中平行磁感线则不会有电流产生。 12． 15% 72000 83.3% 【详解】（1）根据电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流，电动机消耗的电功率P＝UI＝120V10A＝1200W；太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为P总＝8×103W，电动机消耗的电功率P电＝1600W，太阳能转化为电能的效率η＝100%＝100%＝15%．（2）由P＝可得电动机每分钟消耗的电能为：W＝Pt＝1200W60s＝72000J；（3）电动机线圈上消耗的功率为：P′＝I2R＝（10A）22Ω＝200W，则转化的机械功率为P″＝P﹣P′＝1200W﹣200W＝1000W．故电动机的机械效率为：η＝100%＝100%≈83.3%． 点睛：（1）知道电池电压和对车上电动机提供的电流，利用P＝UI计算电动机消耗的电功率；已知太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率，又计算出了电动机消耗的电功率，太阳能转化为电能的效率等于电能功率和辐射总功率的比值；（2）利用W＝Pt求出消耗的电能；（3）利用P＝I2R求出电动机线圈消耗的功率，再利用电池的总功率求出其机械功率，根据效率公式求出其效率即可． 13． 切割磁感线 感应电流 【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象．话筒就是根据电磁感应现象工作的． 【详解】根据电磁感应，当置于磁极附近的线圈在声音推动下在磁场中做切割磁感线振动时，线圈中会产生与声音变化相应的感应电流，这样就把声音变化转变成了相应的电流变化． 14． 电路闭合 切割磁感线 4、6 导体运动方向 【详解】解：（1）①比较实验序号3和5可知，当电路闭合时，导体做切割磁感线运动才会产生感应电流；②比较实验序号1、2、3、4可知，产生感应电流的另一个条件是：导体水平方向移动，即闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动；（2）①探究磁场方向会影响感应电流的方向时，应控制 导体运动方向相同，改变磁感线方向，故应根据4、6分析；②比较实验序号3和4可知：导体运动方向会影响感应电流的方向． 15． 铝 电流的方向 切割磁感线 磁感线的方向 电源 【详解】（1）[1]探究感应电流产生的条件，电路需要形成闭合回路，AB应为导体，则可能是铝。 （2）[2]可以通过灵敏电流计的正反偏转来判断电流的方向。 （3）[3]由表格可知，当AB棒在磁场中静止或沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）时，没有感应电流，当AB棒在磁场中切割磁感线运动时，产生感应电流，则总结可得：电路中产生感应电流的条件是，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能。 （4）[4]AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，则磁感线方向发生改变，可用于探究感应电流方向与磁感线方向的关系。 （5）[5]将灵敏电流计换成电源，则可观察到通电导体在磁场中受力运动，则可用于探究电动机的工作原理。 16． 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： 17． B 45 2.2×105Pa 396N 【详解】(1)[1]刷卡时能产生感应电流，根据磁卡中的信息可以解锁，故刷卡所用的原理是电磁感应。A图是电流的磁效应，B图是研究感应电流产生的，C图是研究通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数关系的，D图磁场对电流的作用，故与刷卡所用的原理相同是B； (2)[2]电动共享汽车行驶的距离s＝105km，全程的速度v＝70km/h，根据可得，电动共享汽车行驶的时间 因为租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，所以小科一家从租车点到目的地的租车费用为 0.5元/min×90min＝45元 (3)[3]车和人的总重力 G＝mg＝（1.6103kg160kg）10N/kg＝17600N 该车对地面的压强 p＝＝2.2105Pa (4)[4]转化的机械能为 W′＝W×η＝22kW⋅h×70%＝1.54kW⋅h＝5.544×107J 汽车做匀速直线运动，则f＝F；则阻力大小为 f＝F＝＝396N 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 $$