专题三十七 直流电机的基本工作原理（专项练习）河北省对口招生《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题三十七 直流电机的基本工作原理 一、填空题 1.直流发电机的工作原理是______，其能量转换过程为______转化为______。 2.直流电动机能持续转动，关键依赖于______，它的作用是在线圈刚转过______时，自动改变线圈中的______。 3.直流电机的可逆性是指同一台电机，在不同条件下既可以作为______运行，也可以作为______运行。 4.直流发电机工作时，线圈在磁场中转动产生的是______，经过______的作用后，外部电路输出的是______。 5.直流电动机的工作原理是______，其能量转换过程为______转化为______。 6.在直流电机中，______的作用是传导电流，它与______紧密接触，确保电流能传递给转动的线圈。 7.直流发电机工作的必要条件是：有闭合的电路、______和______。 8.当直流电动机的______损坏时，线圈会转动半周后停止在______，无法持续转动。 9.电动汽车下坡时，电机处于______状态，此时能量转换过程为______转化为______，这体现了直流电机的______。 10.在直流电机中，______通常固定不动，用于提供磁场；______随线圈一起转动，其核心是缠绕导线的铁芯。 二、判断题 1.直流发电机的能量转换过程是电能转化为机械能。（ ） 2.直流电动机必须接入直流电源才能工作。（ ） 3.直流电机的可逆性意味着同一台电机既可以做发电机，也可以做电动机，无需更换部件。（ ） 4.直流发电机产生的电流从始至终都是直流电。（ ） 5.换向器的作用是改变直流电动机外部电路的电流方向。（ ） 6.直流电动机中，电刷的主要作用是固定线圈位置。（ ） 7.直流发电机工作时，若停止外力驱动，线圈将继续转动并产生感应电流。（ ） 8.电动汽车正常行驶时，电机处于电动状态，能量转换为电能转化为机械能。（ ） 9.直流电机的定子一定是永磁体，转子一定是线圈。（ ） 10.同时改变直流电动机的电流方向和磁场方向，线圈的转动方向会改变。（ ） 三、选择题 1.直流发电机的核心能量转换过程是（ ） A. 电能→机械能 B. 机械能→电能 C. 化学能→电能 D. 电能→化学能 2.下列设备中，工作原理属于直流电动机的是（ ） A. 手摇充电宝 B. 电动车驱动电机 C. 小型水力发电机 D. 自行车发电灯 3.直流电动机能够持续转动的关键结构是（ ） A. 定子 B. 转子 C. 换向器 D. 电刷 4.直流发电机工作时，必须具备的条件是（ ） A. 接入直流电源 B. 外力驱动转子转动 C. 安装换向器 D. 有永久磁铁 5.下列关于直流电机可逆性的描述，正确的是（ ） A. 同一台电机只能做发电机 B. 同一台电机只能做电动机 C. 同一台电机可在不同条件下分别做发电机和电动机 D. 发电机和电动机是完全不同的设备 6.直流电动机工作时，线圈受力转动的原理是（ ） A. 电磁感应现象 B. 通电导体在磁场中受力运动 C. 电流的磁效应 D. 磁极间的相互作用 7.某设备工作时，需要连接直流电源才能运转，该设备最可能是（ ） A. 直流发电机 B. 直流电动机 C. 变压器 D. 干电池 8.直流发电机产生的电流类型是（ ） A. 直流电 B. 交流电 C. 先交流后直流 D. 先直流后交流 9.下列哪种情况体现了直流电机的可逆性（ ） A. 电动工具通电转动 B. 手摇发电机发电给手机充电 C. 电动汽车行驶时电机驱动，下坡时电机发电回收能量 D. 直流电风扇转动 10.直流电动机中，电刷的主要作用是（ ） A. 改变线圈中的电流方向 B. 传导电流给线圈 C. 固定线圈位置 D. 产生磁场 11.直流发电机工作时，若停止外力驱动，其将（ ） A. 继续发电 B. 停止发电 C. 转为电动机 D. 损坏 12.下列设备中，利用“电磁感应”原理工作的是（ ） A. 直流电动机 B. 直流发电机 C. 电磁铁 D. 电铃 13.直流电机的可逆性实现的关键是（ ） A. 改变电源电压 B. 改变外力大小 C. 改变能量输入类型 D. 更换换向器 14.直流电动机中，若换向器损坏，线圈将（ ） A. 无法转动 B. 转动一周后停止在平衡位置 C. 持续高速转动 D. 电流方向不变 15.下列关于直流发电机和直流电动机的共同点，说法正确的是（ ） A. 能量转换方向相同 B. 都需要接直流电源 C. 都包含定子、转子和换向器 D. 都利用通电导体受力运动 16.某直流电机接入直流电源后，线圈开始转动，此时该电机处于（ ） A. 发电状态 B. 电动状态 C. 待机状态 D. 故障状态 17.直流发电机中，定子的主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 切割磁感线 C. 传导电流 D. 改变电流方向 18.下列哪种现象与直流电动机的工作原理无关（ ） A. 电动玩具车前进 B. 电动剃须刀转动 C. 手摇发电给收音机供电 D. 直流水泵抽水 19.直流电机可逆性的本质是（ ） A. 电机结构可随意改变 B. 电磁感应和通电受力现象可相互转化 C. 电机可更换电源 D. 电机转速可调节 20.直流电动机工作时，若想改变线圈的转动方向，可行的方法是（ ） A. 改变电源电压 B. 改变磁场方向 C. 增大线圈匝数 D. 减小外力阻力 21.下列设备中，输出的是机械能的是（ ） A. 直流发电机 B. 直流电动机 C. 蓄电池 D. 太阳能电池板 22.直流发电机工作时，感应电流的大小与下列哪个因素无关（ ） A. 磁场强弱 B. 线圈转动速度 C. 线圈匝数 D. 电源电压 23.关于直流电机的换向器，下列说法错误的是（ ） A. 换向器由两个半铜环组成 B. 换向器与电刷接触 C. 换向器在发电机和电动机中都有作用 D. 换向器能改变外部电路的电流方向 24.下列情况中，直流电机处于发电状态的是（ ） A. 电机连接电源，转子转动 B. 电机未接电源，外力驱动转子转动 C. 电机连接电源，转子不转 D. 电机未接电源，转子不转 25.直流电动机和交流电动机的主要区别是（ ） A. 是否有定子 B. 是否有转子 C. 是否需要换向器 D. 是否利用电磁原理 四、简答题 1.简述直流电动机线圈转动速度的影响因素，并说明每个因素如何影响转速。 2.某同学认为“直流发电机和直流电动机是完全不同的设备，无法用同一台电机实现两种功能”，这种说法是否正确？请结合直流电机的可逆性说明理由。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题三十七 直流电机的基本工作原理 一、填空题 1.直流发电机的工作原理是______，其能量转换过程为______转化为______。 答案：电磁感应现象；机械能；电能 解析：直流发电机通过线圈在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流（电磁感应），需外力输入机械能，最终输出电能，核心是机械能向电能的转换。 2.直流电动机能持续转动，关键依赖于______，它的作用是在线圈刚转过______时，自动改变线圈中的______。 答案：换向器；平衡位置；电流方向 解析：线圈转过平衡位置（线圈平面与磁场垂直）时，受力方向会反向，换向器通过与电刷配合，及时改变线圈电流方向，保证线圈持续沿同一方向转动。 3.直流电机的可逆性是指同一台电机，在不同条件下既可以作为______运行，也可以作为______运行。 答案：电动机；发电机 解析：可逆性的核心是“同一台电机的双重功能”，判断依据是能量转换方向：接电源、输出机械能为电动机，受外力驱动、输出电能为发电机。 4.直流发电机工作时，线圈在磁场中转动产生的是______，经过______的作用后，外部电路输出的是______。 答案：交流电；换向器；直流电 解析：线圈切割磁感线时，电流方向随转动周期性变化（交流电），换向器通过交替与电刷接触，将线圈中的交流电“整流”为外部电路的直流电。 5.直流电动机的工作原理是______，其能量转换过程为______转化为______。 答案：通电导体在磁场中受力运动；电能；机械能 解析：直流电动机接入直流电源后，线圈（通电导体）在定子磁场中受到电磁力作用而转动，消耗电能并输出机械能，核心是电能向机械能的转换。 6.在直流电机中，______的作用是传导电流，它与______紧密接触，确保电流能传递给转动的线圈。 答案：电刷；换向器 解析：电刷固定不动，换向器随转子（线圈）转动，二者持续接触，形成电流通路，将外部电路的电流（电动机）或线圈的感应电流（发电机）传导至目标电路。 7.直流发电机工作的必要条件是：有闭合的电路、______和______。 答案：磁场；外力驱动线圈转动 解析：根据电磁感应原理，产生感应电流需“闭合电路+导体切割磁感线”，对应到直流发电机即“闭合电路+磁场（提供磁感线）+外力驱动线圈转动（实现切割）”。 8.当直流电动机的______损坏时，线圈会转动半周后停止在______，无法持续转动。 答案：换向器；平衡位置 解析：换向器损坏后，线圈转过平衡位置时电流方向无法改变，线圈受力反向，被拉回平衡位置，只能完成半周转动，无法持续运行。 9.电动汽车下坡时，电机处于______状态，此时能量转换过程为______转化为______，这体现了直流电机的______。 答案：发电；机械能；电能；可逆性 解析：下坡时汽车重力势能转化为机械能，驱动电机转动发电（机械能→电能，回收能量），与行驶时的电动状态（电能→机械能）对应，体现同一电机的可逆性。 10.在直流电机中，______通常固定不动，用于提供磁场；______随线圈一起转动，其核心是缠绕导线的铁芯。 答案：定子；转子 解析：定子是电机的固定部分，由永磁体或励磁绕组组成（提供磁场）；转子是转动部分，由线圈和铁芯组成，是实现能量转换的核心部件（切割磁感线或受力转动）。 二、判断题 1.直流发电机的能量转换过程是电能转化为机械能。（ ） 答案：× 解析：直流发电机是将输入的机械能转化为输出的电能，电能转化为机械能是直流电动机的能量转换，故本题错误。 2.直流电动机必须接入直流电源才能工作。（ ） 答案：√ 解析：直流电动机依赖直流电源提供电能，使线圈（通电导体）在磁场中受力转动，若接入交流电源或无电源，无法正常工作，故本题正确。 3.直流电机的可逆性意味着同一台电机既可以做发电机，也可以做电动机，无需更换部件。（ ） 答案：√ 解析：可逆性的核心是“同一台电机、双重功能”，只需改变能量输入类型（接电源/受外力驱动），无需更换定子、转子等核心部件，故本题正确。 4.直流发电机产生的电流从始至终都是直流电。（ ） 答案：× 解析：线圈在磁场中转动时产生的是交流电（电流方向周期性变化），需经过换向器“整流”后，外部电路才输出直流电，并非“从始至终都是直流电”，故本题错误。 5.换向器的作用是改变直流电动机外部电路的电流方向。（ ） 答案：× 解析：换向器仅改变直流电动机线圈内部的电流方向，外部电路的电流方向由电源决定，保持不变，故本题错误。 6.直流电动机中，电刷的主要作用是固定线圈位置。（ ） 答案：× 解析：电刷的作用是与换向器接触，传导电流给转动的线圈；固定线圈位置的是电机支架，并非电刷，故本题错误。 7.直流发电机工作时，若停止外力驱动，线圈将继续转动并产生感应电流。（ ） 答案：× 解析：直流发电机依赖外力驱动线圈转动切割磁感线产生电流，停止外力后线圈不再转动，无法切割磁感线，感应电流消失，故本题错误。 8.电动汽车正常行驶时，电机处于电动状态，能量转换为电能转化为机械能。（ ） 答案：√ 解析：电动汽车行驶时，电机接入电源，消耗电能并输出机械能驱动车轮，符合“电动状态”的能量转换，故本题正确。 9.直流电机的定子一定是永磁体，转子一定是线圈。（ ） 答案：× 解析：定子可由永磁体或励磁绕组（通电产生磁场）组成，转子通常是线圈，但并非“一定”，存在特殊结构（如无刷电机），故本题错误。 10.同时改变直流电动机的电流方向和磁场方向，线圈的转动方向会改变。（ ） 答案：× 解析：线圈转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，仅改变一个方向时转动方向改变，同时改变两个方向时，受力方向不变，转动方向也不变，故本题错误。 三、选择题 1.直流发电机的核心能量转换过程是（ ） A. 电能→机械能 B. 机械能→电能 C. 化学能→电能 D. 电能→化学能 答案：B 解析：直流发电机的功能是将输入的机械能转化为输出的电能，这是其与直流电动机最核心的区别，电动机是电能转机械能，故本题选B。 2.下列设备中，工作原理属于直流电动机的是（ ） A. 手摇充电宝 B. 电动车驱动电机 C. 小型水力发电机 D. 自行车发电灯 答案：B 解析：电动车驱动电机需要消耗电能来产生动力（机械能），符合直流电动机“电能→机械能”的能量转换，其余选项均为机械能转电能，属于发电机，故选B。 3.直流电动机能够持续转动的关键结构是（ ） A. 定子 B. 转子 C. 换向器 D. 电刷 答案：C 解析：定子和转子是电机的基本组成部分，电刷用于传导电流，而换向器能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，避免线圈受力反向，保证持续转动，故选C。 4.直流发电机工作时，必须具备的条件是（ ） A. 接入直流电源 B. 外力驱动转子转动 C. 安装换向器 D. 有永久磁铁 答案：B 解析：直流发电机需通过外力（如手摇、水力、风力）驱动转子（线圈）在磁场中转动，切割磁感线产生电能；接入直流电源是电动机的条件，换向器和永久磁铁并非绝对必需（如可用电励磁），故选B。 5.下列关于直流电机可逆性的描述，正确的是（ ） A. 同一台电机只能做发电机 B. 同一台电机只能做电动机 C. 同一台电机可在不同条件下分别做发电机和电动机 D. 发电机和电动机是完全不同的设备 答案：C 解析：直流电机的可逆性指同一台电机，当输入电能时可作为电动机（电能→机械能），当输入机械能时可作为发电机（机械能→电能），并非固定单一功能，故选C。 6.直流电动机工作时，线圈受力转动的原理是（ ） A. 电磁感应现象 B. 通电导体在磁场中受力运动 C. 电流的磁效应 D. 磁极间的相互作用 答案：B 解析：电磁感应现象是发电机的工作原理（磁生电），电流的磁效应是指电流产生磁场，磁极间相互作用是简单磁现象；电动机是利用通电导体在磁场中受力运动（电生磁再受力），故选B。 7.某设备工作时，需要连接直流电源才能运转，该设备最可能是（ ） A. 直流发电机 B. 直流电动机 C. 变压器 D. 干电池 答案：B 解析：直流电动机需消耗电能（接直流电源）来输出机械能；发电机无需接电源，靠外力驱动发电；变压器用于改变交流电压，干电池是电源，故选B。 8.直流发电机产生的电流类型是（ ） A. 直流电 B. 交流电 C. 先交流后直流 D. 先直流后交流 答案：C 解析：线圈在磁场中转动切割磁感线时，产生的感应电流方向会随转动周期性变化（交流电），但通过换向器的作用，可将线圈中的交流电转化为外部电路的直流电，故选C。 9.下列哪种情况体现了直流电机的可逆性（ ） A. 电动工具通电转动 B. 手摇发电机发电给手机充电 C. 电动汽车行驶时电机驱动，下坡时电机发电回收能量 D. 直流电风扇转动 答案：C 解析：A、D仅体现电动机功能（电能→机械能），B仅体现发电机功能（机械能→电能）；C中同一电机既做电动机（行驶）又做发电机（下坡回收），符合可逆性，故选C。 10.直流电动机中，电刷的主要作用是（ ） A. 改变线圈中的电流方向 B. 传导电流给线圈 C. 固定线圈位置 D. 产生磁场 答案：B 解析：改变电流方向是换向器的作用，固定线圈是支架的作用，产生磁场是定子（永磁体或励磁绕组）的作用；电刷与换向器接触，将外部直流电源的电流传导给转动的线圈，故选B。 11.直流发电机工作时，若停止外力驱动，其将（ ） A. 继续发电 B. 停止发电 C. 转为电动机 D. 损坏 答案：B 解析：直流发电机依赖外力驱动线圈转动切割磁感线产生电能，停止外力后，线圈不再转动，无法产生感应电流，故停止发电，不会转为电动机（需接电源），也不会直接损坏，故选B。 12.下列设备中，利用“电磁感应”原理工作的是（ ） A. 直流电动机 B. 直流发电机 C. 电磁铁 D. 电铃 答案：B 解析：电磁感应是“磁生电”，直流发电机利用该原理；电动机利用“通电导体在磁场中受力”（电生磁受力），电磁铁和电铃利用电流的磁效应，故选B。 13.直流电机的可逆性实现的关键是（ ） A. 改变电源电压 B. 改变外力大小 C. 改变能量输入类型 D. 更换换向器 答案：C 解析：同一台直流电机，输入电能（接电源）则为电动机，输入机械能（外力驱动）则为发电机，核心是改变能量输入类型，无需更换部件或仅改变电压/外力大小，故选C。 14.直流电动机中，若换向器损坏，线圈将（ ） A. 无法转动 B. 转动一周后停止在平衡位置 C. 持续高速转动 D. 电流方向不变 答案：B 解析：换向器损坏后，线圈转过平衡位置时，电流方向无法改变，线圈受力方向反向，会被拉回平衡位置，无法持续转动，并非完全不转（初始通电会转半周），故选B。 15.下列关于直流发电机和直流电动机的共同点，说法正确的是（ ） A. 能量转换方向相同 B. 都需要接直流电源 C. 都包含定子、转子和换向器 D. 都利用通电导体受力运动 答案：C 解析：A中能量转换方向相反（发电机：机械→电；电动机：电→机械）；B中发电机无需接电源；D中发电机利用电磁感应，电动机利用通电受力；二者均有定子（磁场部分）、转子（线圈部分）和换向器，故选C。 16.某直流电机接入直流电源后，线圈开始转动，此时该电机处于（ ） A. 发电状态 B. 电动状态 C. 待机状态 D. 故障状态 答案：B 解析：接入直流电源后，电机消耗电能并输出机械能（线圈转动），符合直流电动机的“电动状态”；发电状态需外力驱动，无需接电源，故选B。 17.直流发电机中，定子的主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 切割磁感线 C. 传导电流 D. 改变电流方向 答案：A 解析：定子通常由永磁体或励磁绕组组成，作用是提供电机工作所需的磁场；切割磁感线是转子（线圈）的作用，传导电流是电刷的作用，改变电流方向是换向器的作用，故选A。 18.下列哪种现象与直流电动机的工作原理无关（ ） A. 电动玩具车前进 B. 电动剃须刀转动 C. 手摇发电给收音机供电 D. 直流水泵抽水 答案：C 解析：A、B、D均是消耗电能（接电源）实现运动，属于电动机原理；C是手摇（机械能）发电，属于发电机原理（电磁感应），与电动机无关，故选C。 19.直流电机可逆性的本质是（ ） A. 电机结构可随意改变 B. 电磁感应和通电受力现象可相互转化 C. 电机可更换电源 D. 电机转速可调节 答案：B 解析：直流电机的两种工作状态分别基于两个核心电磁现象：作为电动机时利用“通电导体在磁场中受力”，作为发电机时利用“电磁感应”（磁生电），二者可在同一电机上因能量输入不同而转化，故选B。 20.直流电动机工作时，若想改变线圈的转动方向，可行的方法是（ ） A. 改变电源电压 B. 改变磁场方向 C. 增大线圈匝数 D. 减小外力阻力 答案：B 解析：改变电源电压、线圈匝数会影响转动速度（电压/匝数越大，转速可能越快），减小阻力也会影响转速；改变线圈转动方向的方法是改变电流方向或磁场方向，故选B。 21.下列设备中，输出的是机械能的是（ ） A. 直流发电机 B. 直流电动机 C. 蓄电池 D. 太阳能电池板 答案：B 解析：直流发电机输出电能，蓄电池和太阳能电池板是电源（输出电能），直流电动机消耗电能并输出机械能（如转动、驱动），故选B。 22.直流发电机工作时，感应电流的大小与下列哪个因素无关（ ） A. 磁场强弱 B. 线圈转动速度 C. 线圈匝数 D. 电源电压 答案：D 解析：直流发电机无电源接入，感应电流大小与磁场强弱（磁场越强，电流越大）、线圈转动速度（速度越快，电流越大）、线圈匝数（匝数越多，电流越大）有关，与电源电压无关，故选D。 23.关于直流电机的换向器，下列说法错误的是（ ） A. 换向器由两个半铜环组成 B. 换向器与电刷接触 C. 换向器在发电机和电动机中都有作用 D. 换向器能改变外部电路的电流方向 答案：D 解析：换向器在电动机中改变线圈电流方向，在发电机中将线圈的交流电转为外部电路的直流电（不改变外部电路电流方向，外部始终是直流），A、B、C说法正确，D错误，故选D。 24.下列情况中，直流电机处于发电状态的是（ ） A. 电机连接电源，转子转动 B. 电机未接电源，外力驱动转子转动 C. 电机连接电源，转子不转 D. 电机未接电源，转子不转 答案：B 解析：发电状态需满足“无电源接入+外力驱动转子转动”（机械能→电能）；A是电动状态（接电源+转子转动），C、D无能量转换，故选B。 25.直流电动机和交流电动机的主要区别是（ ） A. 是否有定子 B. 是否有转子 C. 是否需要换向器 D. 是否利用电磁原理 答案：C 解析：定子、转子是所有电机的基本组成，二者均利用电磁原理；直流电动机需换向器保证电流方向适配直流电源，交流电动机因电源本身是交流电，无需换向器，故选C。 四、简答题 1.简述直流电动机线圈转动速度的影响因素，并说明每个因素如何影响转速。 答案：直流电动机线圈转动速度主要受三个因素影响，具体如下：电源电压：在磁场强度、线圈匝数不变时，电源电压越大，线圈中的电流越大，通电导体在磁场中受到的电磁力越大，线圈转动速度越快；反之，电压越小，转速越慢。 磁场强度：在电源电压、线圈匝数不变时，磁场强度越强（如定子永磁体磁性增强、励磁绕组电流增大），线圈受到的电磁力越大，转动速度越快；反之，磁场越弱，转速越慢。 线圈匝数：在电源电压、磁场强度不变时，线圈匝数越多，线圈总受力越大（每匝线圈受力叠加），转动速度越快；反之，匝数越少，转速越慢。 2.某同学认为“直流发电机和直流电动机是完全不同的设备，无法用同一台电机实现两种功能”，这种说法是否正确？请结合直流电机的可逆性说明理由。 答案：这种说法不正确，理由如下： 直流电机的核心结构（定子、转子、换向器、电刷）对发电机和电动机是通用的：定子提供磁场，转子（线圈）是能量转换的核心，换向器和电刷保证电流传导与方向适配，二者结构无本质差异。 直流电机的可逆性决定了同一台电机可实现两种功能：当给电机接入直流电源时，线圈通电后在磁场中受力转动，处于“电动状态”，将电能转化为机械能（即作为电动机）；当不接电源，用外力驱动电机转子转动时，线圈切割磁感线产生感应电流，处于“发电状态”，将机械能转化为电能（即作为发电机）。 综上，同一台直流电机无需更换部件，仅通过改变能量输入方式（接电源/受外力驱动），即可实现发电机和电动机的功能，并非完全不同的设备。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $