第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机（重难点训练）物理新教材人教版九年级全一册

第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机 一．直流电动机的基本构造及工作示意图（共8小题） 二．换向器的构造及作用（共8小题） 三．直流电动机的转向与转速调节（共8小题） 四．电动机工作时的能量转化（共7小题） 五．生活中的电动机（共4小题） 六．跨学科实践：制作简易直流电动机（共5小题） 一．直流电动机的基本构造及工作示意图（共8小题） 1．如图所示是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈左端的漆只刮掉半周，右端全部刮掉；在线圈的下方放置一块磁体，将线圈接入电路闭合开关后转动，下列说法中正确的是（   ） A．该装置是利用电磁感应原理工作的 B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C．仅调换电源的正负极，不能改变线圈的转动方向 D．若将线圈左端的漆也全部刮掉，闭合开关后线圈不能持续转动 2．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 3．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变 C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度 D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度 4．如图1为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为 能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向 （选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图2，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮 （“半周”或“全部”）。 5．用如图所示的装置“探究磁场对通电直导线的作用”，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动。要使AB通电后向左运动，可进行的操作是 ，此实验过程中，是将电能转化为 。 6．如图所示，某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方 （填“相同”或“相反”）。 7．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。 8．同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm；然后，用小刀刮两端引线的漆皮；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，线圈下放一块强磁体，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。 A．两端全部刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）线圈能转动的原因是 ，在此过程中将 能主要转化为 能。 （3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出两条可能造成该现象的原因： ① ② 。 二．换向器的构造及作用（共8小题） 9．如图所示为直流电动机的工作原理图，线圈abcd处于向右的磁场中，此时线圈平面与磁感线平行，ab边受到的作用力向上。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，下列说法正确的是（　　） A．线圈在图示位置时，cd边受到磁场的作用力向上 B．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过90°时，电流沿abcd流过线圈 C．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下 D．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 10．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 11．直流电动机工作时，换向器自动改变线圈中电流方向的位置是（　　） A．线圈刚越过平衡位置 B．线圈转到任意位置 C．线圈平面与磁感线平行 D．线圈平面与磁感线成45°角 12．换向器 （1）组成：两个铜质半圆环。如图所示，C和D构成换向器，它们中间断开，彼此绝缘，且跟电刷A和B接触，与电源组成闭合回路。 （2）作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的 方向，使线圈持续转动下去。 13．小华用漆包线等器材自制一电动机模型，线圈两端的导体，一端的油漆全部刮掉，另一端刮半圈（如图所示），这样的制作相当于给电动机安装了 ，然后将电动机接在电压为3V的电源两端，通电时线圈中的电流为2A，闭合开关10s，根据以上数据，小华利用公式计算出这段时间电动机消耗的电能为60J，这个计算结果存在错误，原因是 （填物理量）的数值与实际情况不符。 14．如图装置是电动机的工作模型，在工作过程中， 起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过 位置时，就自动改变线圈中的 ，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。 15．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。 （1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 ，根据该原理可制成 ； （2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是 ，F1与F2 （选填“是”或“不是”）一对平衡力； ②要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装 ，自动改变线圈中电流方向。 16．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、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极水平指向极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若段导线受磁场力的方向为竖直向下，则段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力； （3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。 A．两侧全刮  B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周   D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 17．同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮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，线圈下放一块强磁铁，如图所示，给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （填选项“A”或“B”）； A．两端全刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）可以通过改变 方向，改变线圈的转动方向；（填一种方法） （3）线圈在转动过程中 能转化为 能。 三．直流电动机的转向与转速调节（共8小题） 18．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　） A．该装置工作原理是电磁感应原理 B．图中线圈正好处于平衡位置 C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能 D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动 19．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、负极不能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 20．小明家安装了智能调光设备，当外界光照较强时，启动电动卷帘减小进光量；当外界光照较弱时，自动打开节能灯进行补光。电路原理如图所示，为定值电阻，R为光敏电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．原理图中的装置P的工作原理是电磁感应现象 B．光敏电阻R的阻值随光照强度的变大而变大 C．当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为S极 D．电动卷帘工作时将电能转化为机械能 21．如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是 （选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以 。 22．小明为观察磁场对通电线圈的作用。如图所示，用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中。闭合开关后，看到线圈 （“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。 A．两侧全刮     B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周     D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 23．如题图甲所示的“聪明电梯”在有人、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。题图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，图中电磁铁的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”），电动机的转速将 （选填“变快”“变慢”或“不变”）。当小明站在电梯上匀速上升时，小明的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。    24．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。 25．同学们参加学校项目式学习挑战赛——设计制作“创意船模”。图甲是“智创”小组设计并制作的一艘“化学船”模型。其原理是：漏斗流下的稀盐酸液体与塑料罐里的大理石颗粒发生反应，产生大量的CO2气体。CO2气体从尾部玻璃管喷出，产生动力使船前进。 (1)当CO2气体从尾部玻璃管喷出时，“化学船”获得向前的动力，说明力的作用是 的；“化学船”在行驶过程中受到的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)小组同学发现“化学船”航速较小，以下改进措施中有利于增大航速的是___________（填字母）； A．增大玻璃管的长度 B．减小配重物块的质量 C．减小稀盐酸液体的浓度 (3)为了践行“低碳环保”理念，“智创”小组同学进一步讨论后，将船模由化学能驱动换成电能驱动，设计并制作“电动船”如图乙，其工作原理电路图如图丙。在试航期间他们发现： ①“电动船”只能前进，不能后退。如果要让船能够后退，可以改变丙图电路中电流的 ； ②启动阶段“电动船”的运动越来越快，说明此时“电动船”所受合力 （选填“等于”或“不等于”）零； ③“电动船”运动越快，船体越容易失控。经进一步讨论，决定通过改变电动机转速来控制“电动船”的运动快慢，请在丙图基础上，给小组同学提一个改进的建议： 。 四．电动机工作时的能量转化（共7小题） 26．环保监测无人机现在已成为守护绿水青山的重要科技参与者，如图，它的旋翼由电动机驱动，高分辨率的摄像头能够清晰捕捉地面图像，并实现实时数据传输。以下关于无人机的描述正确的是（   ） A．电动机是利用电磁感应原理工作的 B．电动机工作时电能大部分转化为机械能 C．航拍时，摄像机成像的像距略小于焦距 D．航拍时，地面景物在摄像头中成放大的像 27．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　） A．电动机在转动过程中，消耗的电能全部转化为机械能 B．同时对调磁极和电源的正负极，电动机的转动方向会发生改变 C．当线圈在图示位置时，ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反 D．该装置所用到的实验原理为电磁感应 28．下列关于能量转化的说法中错误的是（　　） A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能 B．汽油机在做功冲程中，将机械能转化为内能 C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能 D．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 29．教室是我们最熟悉的地方。以下关于教室中的电路及元件说法正确的是（　　） A．教室里一个开关可以同时控制四盏灯的亮与灭，则这四盏灯一定是串联的 B．教室里的插座提供的电压是36V C．教室里悬吊的电风扇工作时主要将电能转化为机械能 D．教室里的一体机工作时，老师关掉了前排的灯，则其他的灯会更亮 30．长春54路有轨电车始建于1941年，是现存中国历史最悠久的有轨电车线路之一。 (1)乘客候车时要站在安全线以外，因为列车驶来时会使周围空气流速变大，压强变 ； (2)列车行驶过程中，乘客以列车为参照物，车窗外大树的运动状态是 的； (3)该列车采用电力驱动，电动机工作时将电能转化为 能； (4)列车制动后不能立即停下，因为列车具有 。 31．如图所示，某扫地机器人电动机额定电压为，正常工作时通过线圈的电流为，若此电动机线圈的电阻为，不计摩擦，电动机每分钟所做的机械功是 J。 32．如图甲所示，电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。为了了解电磁炮的特性，同学们查阅资料画出其原理图，如图乙所示。螺线管通电后周围就产生 ，使铁制撞针受力快速前移撞击炮弹，让其发射出去。根据该原理可知，电磁炮工作过程中其能量的转化与 （选填“发电机”或“电动机”）相同。 五．生活中的电动机（共4小题） 33．如图所示，下列电器中不是应用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电熨斗 C．电水壶 D．电饭锅 34．实验室要制造一个低温而干燥的环境,可以采用下列哪一措施(      ) A．采用大量的冰块使其熔化吸热 B．利用电风扇猛烈地吹 C．利用干冰的升华吸热 D．打开室内冰箱门以降低温度 35．小丽爸爸最近在纠结“现在买车，买油车还是电车？”，如图所示，假如你是小丽同学，请你列举一条传统燃油车或新兴的电动车的优点： 。 36．智能机器人目前已经能够为人类在很多方面提供优质的服务，例如在酒店，机器人可以辅助或替代酒店员工的工作，提供解释如何办理入住和退房手续、送餐等服务。如图所示，某品牌消毒机器人质量为80kg，运行速度为1m/s，g取10N/kg。试问： (1)驱动智能机器人行走的电机工作原理是 ，充电过程中能的转化情况是 。 (2)该机器人以运行速度匀速行驶5min，行驶的路程有多少米？ (3)若该机器人装载8kg消毒液，并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强有多大？ (4)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动。克服摩擦力做功的功率为49W，则该机器人受到的牵引力多大？ 六．跨学科实践：制作简易直流电动机（共4小题） 37．如图是一种3D打印机上的直流直线电机，其工作时通电线圈在磁场中受到力的作用发生运动。下图能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 38．小文制作的电动机模型如图，线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　） A．利用电磁感应原理工作 B．只交换电池正负极，线圈转动方向不变 C．将机械能转化为电能 D．同时交换磁体磁极，电池正负极，线圈转动方向不变 39．如图所示，兴趣小组制作了一个简易电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。该作品的工作原理是通电线圈在 中受力转动。电动机主要把电能转化为 能。 40．如图是小海用一节干电池、一个强力磁铁，一根铜丝自制的一个简易电动机，轻轻推一下心形线圈，线圈就转动起来了，这是因为磁场对 有力的作用；若要让线圈朝相反的方向转动，除了只改变磁极的方向外，你还有什么方法： 。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机 一．直流电动机的基本构造及工作示意图（共8小题） 二．换向器的构造及作用（共8小题） 三．直流电动机的转向与转速调节（共8小题） 四．电动机工作时的能量转化（共7小题） 五．生活中的电动机（共4小题） 六．跨学科实践：制作简易直流电动机（共5小题） 一．直流电动机的基本构造及工作示意图（共8小题） 1．如图所示是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈左端的漆只刮掉半周，右端全部刮掉；在线圈的下方放置一块磁体，将线圈接入电路闭合开关后转动，下列说法中正确的是（   ） A．该装置是利用电磁感应原理工作的 B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C．仅调换电源的正负极，不能改变线圈的转动方向 D．若将线圈左端的漆也全部刮掉，闭合开关后线圈不能持续转动 【答案】D 【详解】A．电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，故A错误； B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误； C．线圈转动的方向与电流的方向有关，仅调换电源的正负极，电流的方向发生改变，改变线圈的转动方向，故C错误； D．将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，通过线圈的惯性转动半周，从而保证了线圈持续的转动下去，由此可知该过程中通过线圈的电流方向不会改变，若将线圈左端的漆也全部刮掉，闭合开关后线圈不能持续转动，故D正确。 故选D。 2．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 【答案】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。 3．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变 C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度 D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度 【答案】C 【详解】A．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，是电流做功的过程，故A错误。 B．线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，故受力方向改变，故B错误； CD．通电线圈受力与电流大小和磁场强度有关，用磁性更强的磁铁，作用力更大，可加快线圈转动速度，对调磁极同时改变电流方向，受力大小不变，方向不变，转速不变，故C正确，D错误。 故选C。 4．如图1为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为 能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向 （选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图2，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮 （“半周”或“全部”）。 【答案】 机械 不改变 半周 【详解】[1]直流电动机工作时，消耗电能，获得机械能，所以把电能转化为机械能。 [2]直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当同时改变直流电动机的磁场和电流方向时，它的转动方向不改变。 [3]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用而转动，另一个半周没有电流通过，利用惯性转动，从而能使线圈连续转动。如果两端都全部刮掉，线圈转过半周后受力方向改变，会阻碍转动，不能连续转动。 5．用如图所示的装置“探究磁场对通电直导线的作用”，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动。要使AB通电后向左运动，可进行的操作是 ，此实验过程中，是将电能转化为 。 【答案】 将磁体N、S极对调 （或将电源正负极对调） 机械能 【详解】[1][2]用如图所示的装置“探究磁场对通电直导线的作用”，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动。要使AB通电后向左运动，可将蹄形磁体的N、S极对调（或将电源正负极对调），只改变一个影响因素（磁场方向），铝棒AB受力运动方向改变，此实验过程中，是将电能转化为机械能。 6．如图所示，某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方 （填“相同”或“相反”）。 【答案】N 相同 【详解】[1]由图可知，电磁铁螺线管上导线的电流向右，根据安培定律则电磁铁的上端为N极。 [2]若只将电源的正负极互换，线圈受力的方向发生改变，因为线圈转动方向会与原来的转动方相同。 7．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。 【答案】(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。 8．同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm；然后，用小刀刮两端引线的漆皮；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，线圈下放一块强磁体，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。 A．两端全部刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）线圈能转动的原因是 ，在此过程中将 能主要转化为 能。 （3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出两条可能造成该现象的原因： ① ② 。 【答案】 B 磁场对通电导体有力的作用 电 机械 线圈恰好处于平衡位置 磁场太弱 【详解】（1）[1]在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样前半圈通电受力，后半圈断电，线圈由于惯性继续转动，再转到前半圈又通电受力，磁场方向和通电方向相同，线圈转动方向相同，使线圈持续转动。 故选B。 （2）[2][3][4]通电线圈在磁场中能转动是因为磁场对通电导体有力的作用，此过程中消耗了电能，获得了机械能，故能量转化是电能转化为机械能。 （3）[5][6] 接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱导致线圈受力太小而不能转动，也可能是开始线圈处在平衡位置，通电后线圈受磁场力平衡，线圈保持静止状态，出现这种现象可先将线圈轻轻拨动一下，若线圈转动则是处于平衡位置，若线圈还不能转动，则考虑是电源电压低，通过线圈电流太小导致线圈受力小转动不了，或是磁场太弱使线圈受力小不能转动。 二．换向器的构造及作用（共8小题） 9．如图所示为直流电动机的工作原理图，线圈abcd处于向右的磁场中，此时线圈平面与磁感线平行，ab边受到的作用力向上。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，下列说法正确的是（　　） A．线圈在图示位置时，cd边受到磁场的作用力向上 B．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过90°时，电流沿abcd流过线圈 C．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下 D．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 【答案】D 【详解】A．线圈在图示位置时，cd边和ab边中电流方向相反，磁场方向相同，则受力方向相反，cd边受到磁场的作用力向下，故A错误； B．线圈由图示位置沿箭头方向顺时针转过90°时，电刷对准两个半环中间断开的部分，此刻没有电流流经线圈，故B错误； C．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，dc边电流方向改变，受到磁场的作用力向上，故C错误； D．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，ab边电流方向改变，受到磁场的作用力向下，故D正确。 故选D。 10．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 【答案】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。 11．直流电动机工作时，换向器自动改变线圈中电流方向的位置是（　　） A．线圈刚越过平衡位置 B．线圈转到任意位置 C．线圈平面与磁感线平行 D．线圈平面与磁感线成45°角 【答案】A 【详解】当线圈平面转动到与磁感线垂直的位置时，线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力，线圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右摆动，即该位置就是平衡位置。为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，线圈在平衡位置依靠惯性自动转动，当线圈刚好转过平衡位置时换向器就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 12．换向器 （1）组成：两个铜质半圆环。如图所示，C和D构成换向器，它们中间断开，彼此绝缘，且跟电刷A和B接触，与电源组成闭合回路。 （2）作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的 方向，使线圈持续转动下去。 【答案】电流 【详解】在直流电动机中，换向器的作用是当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动下去。 13．小华用漆包线等器材自制一电动机模型，线圈两端的导体，一端的油漆全部刮掉，另一端刮半圈（如图所示），这样的制作相当于给电动机安装了 ，然后将电动机接在电压为3V的电源两端，通电时线圈中的电流为2A，闭合开关10s，根据以上数据，小华利用公式计算出这段时间电动机消耗的电能为60J，这个计算结果存在错误，原因是 （填物理量）的数值与实际情况不符。 【答案】 换向器 时间 【详解】[1]采用刮漆和使用换向器的目的是相同的，都是为了使线圈能够持续的转动下去，所以这样的制作相当于给电动机安装了换向器，在一个半周内受到磁场力的作用，另一个半周利用惯性转动。 [2]由于另一个半周利用惯性转动，则电流并不是在整个周期内都存在，即实际通电的时间只有一半，所以这个计算结果存在错误，原因是时间的数值与实际情况不符。 14．如图装置是电动机的工作模型，在工作过程中， 起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过 位置时，就自动改变线圈中的 ，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。 【答案】 换向器 平衡 电流方向 【详解】[1][2][3]为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。 15．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。 （1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 ，根据该原理可制成 ； （2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是 ，F1与F2 （选填“是”或“不是”）一对平衡力； ②要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装 ，自动改变线圈中电流方向。 【答案】 电源 电动机 竖直向上 不是 换向器 【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a、b间应接电源；利用该原理制成了电动机。 （2）①[3][4]在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线通过的电流方向与cd段相反，故ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上；这两个力不作用在一条直线上，故这两个力不是一对平衡力。 ②[5]要使图乙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 16．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、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极水平指向极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若段导线受磁场力的方向为竖直向下，则段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力； （3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。 A．两侧全刮  B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周   D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 【答案】 电源 铝棒 不是 BC 【详解】（1）[1][2]探究磁场对通电直导线的作用，要给导体AB通电，所以应在、之间接入电源；因为磁铁能够吸引铁棒，磁场会对通电直导线的作用产生影响，所以不能用铁棒进行实验，而应选择轻质的铝棒。 （2）[3]由图乙可知，段导线受磁场力的方向为竖直向下，段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不在同一条直线上，所以不是一对平衡力。 （3）[4]为了使线圈能持续转动，需要在线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向，可以将一端的漆全部刮掉，另一端刮半周；或者两侧都只刮上半周，这样线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，由于惯性会继续转动，相当于电动机中的换向器，故BC符合题意，AD不符合题意。 故选BC。 17．同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮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，线圈下放一块强磁铁，如图所示，给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （填选项“A”或“B”）； A．两端全刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）可以通过改变 方向，改变线圈的转动方向；（填一种方法） （3）线圈在转动过程中 能转化为 能。 【答案】 B 电流/磁场 电 机械 【详解】（1）[1]在实验中影响线圈的转动方向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样线圈在一个半周内由于受到磁场力的作用而转动，另一个半周由于惯性而继续转动，故选B。 （2）[2]影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向。故要使线圈转动方向发生改变，只要改变其中一个因素即可，即只改变电流方向或磁场方向。 （3）[3][4]根据电动机的工作原理知，能转动的原因是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动，线圈在转动过程中消耗电能转化为机械能。 三．直流电动机的转向与转速调节（共8小题） 18．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　） A．该装置工作原理是电磁感应原理 B．图中线圈正好处于平衡位置 C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能 D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动 【答案】D 【详解】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，故A错误； B．图中线圈与磁感线的方向平行，没有处于平衡位置，故B错误； C．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，但也有少部分转化为内能，故C错误； D．若改变电源方向，也就是改变了线圈中的电流方向，线圈受力方向改变将逆时针转动，故D正确。 故选D。 19．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、负极不能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 【答案】A 【详解】A．电动机主要由磁体和线圈组成。在常见的电动机结构中，磁体提供磁场，线圈在磁场中受力而转动，这是电动机的基本组成部分，故A正确； B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其能量转化是将电能转化为机械能（动能），而不是把动能转化为电能，故B错误； C．电动机线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关，对调电源正、负极会改变电流方向，从而可以改变线圈的转动方向，故C错误； 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A。 20．小明家安装了智能调光设备，当外界光照较强时，启动电动卷帘减小进光量；当外界光照较弱时，自动打开节能灯进行补光。电路原理如图所示，为定值电阻，R为光敏电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．原理图中的装置P的工作原理是电磁感应现象 B．光敏电阻R的阻值随光照强度的变大而变大 C．当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为S极 D．电动卷帘工作时将电能转化为机械能 【答案】D 【详解】A．原理图中的装置P的工作原理是电流的磁效应，故A错误； B．当外界光照较强时，启动电动卷帘减小进光量；当外界光照较弱时，自动打开节能灯进行补光，则当外界光照较强时，电动卷帘工作，当外界光照较弱时，节能灯工作，则当外界光照较强时，衔铁被吸下，此时通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，则电磁铁所在电路的电阻较小。由图得，控制电路中定值电阻R0、光敏电阻R、电磁铁串联，则当外界光照变强时，光敏电阻R阻值变小，故B错误； C．当控制电路开关闭合时，电流从电磁铁的上端流入，由右手螺旋定则得，电磁铁的下端为N极，上端为S极，故C错误； D．电动卷帘工作时，消耗电能，是电机转动，将电能转化为机械能，故D正确。 故选D。 21．如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是 （选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以 。 【答案】 A 见解析 【详解】[1]简易电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。为了使线圈能够持续转动，需要在线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够继续转动。如果两端均全部刮掉，当线圈转过平衡位置时，由于电流方向不变，线圈的受力方向也不变，线圈会在平衡位置附近来回摆动一下而停止，不能持续转动。当左端全部刮掉时，该端与换向器始终接通，右端刮半周，则线圈有半周处于通电状态而受力转动，另外半周电路中无电流，线圈由于惯性继续转动，从而实现持续转动。故选A。 [2]电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，当只改变其中一个因素时，电动机的转动方向就会发生改变。所以，要改变电动机的转动方向可以改变电流方向，如对调电源正负极；或改变磁场方向，如对调磁体的磁极。 22．小明为观察磁场对通电线圈的作用。如图所示，用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中。闭合开关后，看到线圈 （“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。 A．两侧全刮     B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周     D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 【答案】 左右摆动 BC 【详解】[1]由图可知，闭合开关后，通电线圈在磁场中受力运动；线圈受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关；当线圈转过平衡位置时，线圈受到的磁场力发生变化，使得线圈在平衡位置摆动几次后很快就停下来，故闭合开关后，看到线圈左右摆动。 [2]为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或两侧均刮上半周；按这两种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈由于惯性能够按原方向持续转动。 故选BC。 23．如题图甲所示的“聪明电梯”在有人、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。题图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，图中电磁铁的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”），电动机的转速将 （选填“变快”“变慢”或“不变”）。当小明站在电梯上匀速上升时，小明的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。    【答案】 减弱 变慢 变大 【详解】[1][2]当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，由可知左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。 [3]当小明在电梯上匀速上升时，小明的质量不变，速度不变，动能不变，同时高度增加，重力势能增大，而机械能为动能和势能之和，所以，机械能增大。 24．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。 【答案】 N 电动机 相同 【详解】[1]由图得，电磁铁上表面的电流方向向由，由右手安培定则得，电磁铁的上端是N极。 [2]该图中线圈的转动是靠通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。 [3]通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。 25．同学们参加学校项目式学习挑战赛——设计制作“创意船模”。图甲是“智创”小组设计并制作的一艘“化学船”模型。其原理是：漏斗流下的稀盐酸液体与塑料罐里的大理石颗粒发生反应，产生大量的CO2气体。CO2气体从尾部玻璃管喷出，产生动力使船前进。 (1)当CO2气体从尾部玻璃管喷出时，“化学船”获得向前的动力，说明力的作用是 的；“化学船”在行驶过程中受到的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)小组同学发现“化学船”航速较小，以下改进措施中有利于增大航速的是___________（填字母）； A．增大玻璃管的长度 B．减小配重物块的质量 C．减小稀盐酸液体的浓度 (3)为了践行“低碳环保”理念，“智创”小组同学进一步讨论后，将船模由化学能驱动换成电能驱动，设计并制作“电动船”如图乙，其工作原理电路图如图丙。在试航期间他们发现： ①“电动船”只能前进，不能后退。如果要让船能够后退，可以改变丙图电路中电流的 ； ②启动阶段“电动船”的运动越来越快，说明此时“电动船”所受合力 （选填“等于”或“不等于”）零； ③“电动船”运动越快，船体越容易失控。经进一步讨论，决定通过改变电动机转速来控制“电动船”的运动快慢，请在丙图基础上，给小组同学提一个改进的建议： 。 【答案】(1)相互的 变小 (2)B (3)方向 不等于 电路中串联一个滑动变阻器 【详解】（1）[1]船向后喷出气体，给空气一个作用力，因为力的作用是相互的，那么，空气就会给船一个反作用力，船在反作用力的作用下，改变了运动状态，由静止变为运动，因此是力改变了物体的运动状态。 [2]船处于漂浮状态，船所受的浮力等于重力，即F=G；因为在塑料罐中的物质发生了化学反应，产生气体向外喷出，船的总重变小，所以船受的浮力也会变小。 （2）要增大航速，可减小配重使总质量减小，在相同推力下船的加速度更大，增大玻璃管长度或减小酸浓度均不利于航速增大。 故选B。 （3）[1]通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，因此如果要让船能够后退，可以改变丙图电路中电流的方向。 [2]力是改变物体运动状态的原因，启动阶段“电动船”的运动越来越快，说明此时“电动船”所受的不是平衡力，因此合力不为零。 [3]通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关，若需控制船速，可在电路中串联滑动变阻器，通过调节电流来改变电机转速。 四．电动机工作时的能量转化（共7小题） 26．环保监测无人机现在已成为守护绿水青山的重要科技参与者，如图，它的旋翼由电动机驱动，高分辨率的摄像头能够清晰捕捉地面图像，并实现实时数据传输。以下关于无人机的描述正确的是（   ） A．电动机是利用电磁感应原理工作的 B．电动机工作时电能大部分转化为机械能 C．航拍时，摄像机成像的像距略小于焦距 D．航拍时，地面景物在摄像头中成放大的像 【答案】B 【详解】AB．电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动，电动机工作时消耗电能，消耗的电能大部分转化为机械能，故A错误，B正确； CD．根据凸透镜成像特点，摄像头成像是物距大于2倍焦距时成缩小的像，像距大于焦距小于2倍焦距，故CD错误。 故选B。 27．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　） A．电动机在转动过程中，消耗的电能全部转化为机械能 B．同时对调磁极和电源的正负极，电动机的转动方向会发生改变 C．当线圈在图示位置时，ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反 D．该装置所用到的实验原理为电磁感应 【答案】C 【详解】A．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故A错误； B．同时对调磁极和电源的正负极，磁场方向和电流方向均改变，电动机的转动方向不变，故B错误； C．当线圈在图示位置时，ab边与cd边通过的电流方向相反，处在相同的磁场中，所以ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反，故C正确； D．该装置所用到的实验原理是通电导体在磁场中受力运动，故D错误。 故选C。 28．下列关于能量转化的说法中错误的是（　　） A．洗衣机工作时，电能主要转化为机械能 B．汽油机在做功冲程中，将机械能转化为内能 C．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能 D．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能 【答案】B 【详解】A．洗衣机的主要部件是电动机，是把电能转化为机械能，少量转化为内能，故A正确，不符合题意； B．汽油机在做功冲程中，将内能转化为机械能为汽油机提供动力，压缩冲程将机械能转化为内能，故B错误，符合题意； C．绿色植物消耗光能，得到化学能，是通过光合作用把光能转化为化学能储存起来，故C正确，不符合题意； D．燃料燃烧时，消耗化学能，温度升高，内能增大，将化学能转化为内能，故D正确，不符合题意。 故选B。 29．教室是我们最熟悉的地方。以下关于教室中的电路及元件说法正确的是（　　） A．教室里一个开关可以同时控制四盏灯的亮与灭，则这四盏灯一定是串联的 B．教室里的插座提供的电压是36V C．教室里悬吊的电风扇工作时主要将电能转化为机械能 D．教室里的一体机工作时，老师关掉了前排的灯，则其他的灯会更亮 【答案】C 【详解】A．教室里的四盏灯是并联的，开关接在干路上，所以能同时控制四盏灯，故A错误； B．我国照明电路的电压为220V，教室里的插座提供的电压是220V，故B错误； C．电风扇的主要部件是电动机，其工作时主要将电能转化为机械能，故C正确； D．教室里的灯是并联的，工作时互不影响，关掉前排的灯，则其他的灯亮度不变，故D错误。 故选C。 30．长春54路有轨电车始建于1941年，是现存中国历史最悠久的有轨电车线路之一。 (1)乘客候车时要站在安全线以外，因为列车驶来时会使周围空气流速变大，压强变 ； (2)列车行驶过程中，乘客以列车为参照物，车窗外大树的运动状态是 的； (3)该列车采用电力驱动，电动机工作时将电能转化为 能； (4)列车制动后不能立即停下，因为列车具有 。 【答案】(1)小 (2)运动 (3)机械 (4)惯性 【详解】（1）乘客候车时要站在安全线以外，因为列车驶来时会使周围空气流速变大，压强变小，若站在安全线内，乘客会在大气压的作用下被推向车轨。 （2）列车行驶过程中，乘客以列车为参照物，车窗外大树的位置发生改变，是运动的。 （3）该列车采用电力驱动，电动机工作时，消耗电能，产生机械能，此过程中将电能转化为机械能。 （4）列车制动后不能立即停下，因为列车具有惯性，保持原来的运动状态。 31．如图所示，某扫地机器人电动机额定电压为，正常工作时通过线圈的电流为，若此电动机线圈的电阻为，不计摩擦，电动机每分钟所做的机械功是 J。 【答案】300 【详解】这台电动机正常工作，根据焦耳定律线圈产生的热量 电动机消耗的电能 不计摩擦产生的热量，电动机每分钟所做的机械功是 32．如图甲所示，电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。为了了解电磁炮的特性，同学们查阅资料画出其原理图，如图乙所示。螺线管通电后周围就产生 ，使铁制撞针受力快速前移撞击炮弹，让其发射出去。根据该原理可知，电磁炮工作过程中其能量的转化与 （选填“发电机”或“电动机”）相同。 【答案】 磁场 电动机 【详解】[1][2]根据电流的磁效应，螺线管通电后周围就产生磁场，铁制撞针会被磁化成磁体，磁体在通电导体中受到力的作用，改变了铁制撞针的运动状态，使铁制撞针由静止迅速前移撞击炮弹，让其发射出去，这个过程中把电能转化为机械能，与生活中电动机的原理是相同的。 五．生活中的电动机（共4小题） 33．如图所示，下列电器中不是应用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电熨斗 C．电水壶 D．电饭锅 【答案】A 【详解】A．电风扇中的电动机通电后电风扇转动，电能转化成了机械能，这利用的是磁场对通电导体有力的作用，不是应用电流的热效应，故A符合题意； BCD．电熨斗、电水壶、电饭锅在使用时，电能转化成内能，所以它们利用的都是电流的热效应，故BCD不符合题意。 故选A。 34．实验室要制造一个低温而干燥的环境,可以采用下列哪一措施(      ) A．采用大量的冰块使其熔化吸热 B．利用电风扇猛烈地吹 C．利用干冰的升华吸热 D．打开室内冰箱门以降低温度 【答案】C 【详解】A．大量的冰块本身温度较低，加之熔化吸热，可以制造一个低温的环境，但熔化成的水要蒸发，使环境不再干燥，故A不符合题意； B．电风扇吹风，只能加快空气的流动不能降低室温，故B不符合题意； C．干冰升华时，要吸热，起到了降温的作用．空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴，从而又使房间变得干燥，故C符合题意； D．冰箱的工作原理是利用压缩机冷却将热量从冰箱内部传到冰箱后面的散热管排放到空气中，实际上是以室内温度升高为代价降低了局部温度，所以如果打开冰箱门进行自由对流的话温度是不会降低的，而且由于压缩机本身的工作效率散热，还会导致整个室内温度升高，故D不符合题意． 35．小丽爸爸最近在纠结“现在买车，买油车还是电车？”，如图所示，假如你是小丽同学，请你列举一条传统燃油车或新兴的电动车的优点： 。 【答案】不排放尾气不会污染空气、用车成本低、国家政策支持。 【详解】燃油车的优点：技术成熟维修方便、续航里程长、加油便捷； 电动车的优点：不排放尾气不会污染空气、用车成本低、国家政策支持。 36．智能机器人目前已经能够为人类在很多方面提供优质的服务，例如在酒店，机器人可以辅助或替代酒店员工的工作，提供解释如何办理入住和退房手续、送餐等服务。如图所示，某品牌消毒机器人质量为80kg，运行速度为1m/s，g取10N/kg。试问： (1)驱动智能机器人行走的电机工作原理是 ，充电过程中能的转化情况是 。 (2)该机器人以运行速度匀速行驶5min，行驶的路程有多少米？ (3)若该机器人装载8kg消毒液，并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强有多大？ (4)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动。克服摩擦力做功的功率为49W，则该机器人受到的牵引力多大？ 【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动 电能转化为化学能 (2)300m (3) (4) 【详解】（1）[1]电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 [2]充电过程，是将电能转化为化学能存储在电池中。 （2）机器人运行速度为1m/s，匀速行驶5min，行驶的路程为 s=vt=1m/s×5×60s=300m （3）由于机器人静止在水平地面上，所以机器人对地面的压力等于机器人与消毒液的重力和，所以机器人对地面的压力为 F=G总=m总g=（80kg+8kg）×10N/kg=880N 与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强为 （4）由题意可知，该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动，克服摩擦力做功的功率为49W，根据公式P=Fv可得，该机器人受到的摩擦力为 因为机器人做匀速直线运动，即处于平衡状态，所以机器人所受的牵引力等于摩擦力，牵引力大小为 六．跨学科实践：制作简易直流电动机（共4小题） 37．如图是一种3D打印机上的直流直线电机，其工作时通电线圈在磁场中受到力的作用发生运动。下图能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．这是奥斯特实验，展示的是通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应 ，并非通电线圈在磁场中受力运动，故A不符合题意； B．这是探究通电螺线管磁场的实验，研究的是通电螺线管的磁场分布等相关内容 ，和通电线圈在磁场中受力运动原理不同，故B不符合题意； C．这是电磁感应实验，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，是发电机的原理 ，和通电线圈在磁场中受力运动原理不同，故C不符合题意； D．电路中有电源，通电导体在磁场中会受到力的作用而运动，这与 3D 打印机上直流直线电机工作时通电线圈在磁场中受力运动的原理相符，故D符合题意。 故选D。 38．小文制作的电动机模型如图，线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　） A．利用电磁感应原理工作 B．只交换电池正负极，线圈转动方向不变 C．将机械能转化为电能 D．同时交换磁体磁极，电池正负极，线圈转动方向不变 【答案】D 【详解】A．电动机的工作原理是通电导体在磁场中会受到力的作用，不是利用电磁感应原理工作的，故A错误； B．根据通电导体在磁场中受力的作用规律可知，只改换电池正负极，线圈的受力方向即转动方向会发生改变，故B错误； C．电动机是把电能转化为机械能的装置，故C错误； D．根据通电导体在磁场中受力的作用规律可知，同时交换磁体磁极及电池的正负极，线圈的受力方向即转动方向不发生改变，故D正确。 故选D。 39．如图所示，兴趣小组制作了一个简易电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。该作品的工作原理是通电线圈在 中受力转动。电动机主要把电能转化为 能。 【答案】 磁场 机械 【详解】[1]电动机是利用磁场对电流的作用来工作的，工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。 [2]电动机工作时将电能主要转化为机械能，使得线圈转动。 40．如图是小海用一节干电池、一个强力磁铁，一根铜丝自制的一个简易电动机，轻轻推一下心形线圈，线圈就转动起来了，这是因为磁场对 有力的作用；若要让线圈朝相反的方向转动，除了只改变磁极的方向外，你还有什么方法： 。 【答案】 通电导体 只改变电路中电流的方向 【详解】[1]电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。在这个简易电动机中，心形线圈中有电流通过，在磁场中就会受到力的作用从而转动起来。 [2]通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。要使线圈朝相反方向转动，除了改变磁极方向（即磁场方向）外，还可以只改变电流的方向，这样线圈受力方向就会改变，从而反向转动。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $