内容正文:
2025-2026学年人教版初中物理第二十章《电与磁》第4节《电动机》练习题(全国)
知识清单
一、电动机的基本认知
1.定义:电动机是将______能转化为______能的设备,符号为______。
2.核心原理:基于______在磁场中受到______的作用而转动,受力方向可通过______定则判断。
3.能量转化:工作时主要将电能转化为______能,同时伴随少量______能损耗。
2、 电动机的基本结构
1.主要组成:由______(固定部分)和______(旋转部分)两大部分构成。
2.定子:通常包含______(提供固定磁场,可由永磁体或励磁线圈组成)和机座等,作用是产生______。
3.转子:核心是______(由铁芯和缠绕的线圈组成),通电后在磁场中受力转动;直流电动机转子还需______和______配合,实现电流方向的自动切换。
4.辅助部件:包括支撑转子的______、连接电源与转子绕组的______等。
3、 电动机的工作过程(以直流电动机为例)
1.通电启动:电流通入转子线圈→线圈在定子磁场中受到______→产生______使转子转动。
2.持续转动:______随转子转动,与______配合,不断改变线圈中的______方向,确保转子持续沿同一方向转动。
3.转速调节:可通过改变______大小或______强弱来调节转子转动速度。
四、电动机的分类与特点
1.按工作电源划分:
(1)______电动机:需直流电源供电,通过换向器实现持续转动,如电动剃须刀中的电机。
(2) ______电动机:可接交流电源,分为单相和三相,如家用洗衣机的电机。
2.按结构与原理划分:
直流电动机:包括有刷和无刷两种,______电动机因无电刷磨损,可靠性更高。
交流电动机:分为同步和异步,______电动机转子转速略低于旋转磁场转速。
五、电动机的应用与优势
1.生活应用:电风扇、 、电动工具等。
2.工业与交通应用:机床主轴驱动、______、电梯牵引系统等。
3.核心优势:
启动转矩______,能快速带动负载运转;
转速调节______,适配不同工作需求;
效率______,能量浪费少且环保。
六、 拓展辨析
1.电动机与发电机的区别:电动机是______能转化为______能,基于______原理;发电机是______能转化为______能,基于______原理。
2.直流电动机中换向器的作用:将外部______电流转换为转子线圈中的______电流,保证转矩方向不变。
好题精练
1.电动机
(1)构造:电动机主要由 和 两部分组成,能够转动的部分叫作 ,固定不动的部分叫作 。
(2)换向器:实际的电动机都有多个线圈,每个线圈都接在一对换向片上,以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
(3)工作原理:磁场对 有力的作用。
(4)能量转化: 转化为 。
2. 磁场对通电导线的作用通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟 的方向、 的方向都有关系,当电流的方向或者磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得 。
3.明用如图所示的实验装置探究磁场对通电导线的作用,闭合开关,原本静止的直导线AB水平向右运动。要使直导线AB水平向左运动,下列措施可行的是( )
A.断开开关
B.将蹄形磁体的N、S极对调
C.换用磁性更强的蹄形磁体
D.将滑动变阻器的滑片P向右移动
4.某同学进行了电动机的相关实验,如图所示。下列措施中不能增大电动机线圈的转速的是( )
A.向右移动滑动变阻器的滑片P
B.换用磁性更强的磁体
C.增加电池的节数
D.将磁体N、S极对调
5. 通电导体在磁场中的受力方向决定于( )
A.导体中的电流方向
B.导体中电流方向和磁场方向
C.磁场方向
D.导体运动的方向和磁场方向
6.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.向左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
7.将自制电动机接入电路,如图所示,闭合开关,线圈开始转动,其中A、B支架是 (选填“导体”“绝缘体”或“换向器”)。若仅对调磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
8.如图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图,该电动机工作时将电能转化为 能和内能。直流电动机中换向器的作用是 。如果想改变该直流电动机的转动方向,你可以采取的方法是 (写一条合理方法即可)。
9. 下图是扬声器(喇叭)的结构图,当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时,线圈会在永磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声,下列说法中正确的是( )
A.扬声器工作时是将机械能转化为电能
B.扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动
C.锥形纸盆振动得越快,响度越大
D.扬声器的工作原理与电铃的工作原理相同
10.如图1所示,表示导线中的电流方向垂直于纸面向里,F是磁场对通电导线的作用力。则图2的电路通电后,ab段所受到的磁场力的方向 (选填“向上”或“向下”),cd段所受到的磁场力的方向 (选填“向上”或“向下”)。
11.扬声器与 的工作原理相同(选填“发电机”或“电动机”),由于通过线圈的电流是 (选填“变化”或“不变”)的电流,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。如图所示的电路中,开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源的正极是 (选填“A”或“B”)端。
12. 利用如图甲所示的装置观察磁场对通电直导线的作用。
(1)应在M、N之间接入 (选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”),装置中的导体棒AB应选用轻质的 (选填“铁棒”或“铝棒”)。
(2)如图乙所示,给线圈abcd通电后,cd段导线所受磁场力的方向与ab段导线所受磁场力的方向 (选填“相同”或“相反”),理由是磁场方向相同, 。
(3)如图丙所示,小明自制了一个电动机,将线圈漆包线其中一端的漆全刮掉,另一端的漆刮掉半周,这样能使线圈在平衡位置附近时 (选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”)。
知识清单答案:
一、电动机的基本认知
1.电;机械;M 2. 通电线圈(或导体);安培力;左手 3. 机械;内(或热)
2、 电动机的基本结构
1.定子;转子 2. 磁极;磁场 3. 电枢;换向器;电刷 4. 轴承;电刷
三、电动机的工作过程(以直流电动机为例)
1.安培力;电磁转矩 2. 换向器;电刷;电流 3. 电流;磁场
四、电动机的分类与特点
1.直流;交流 2. 无刷直流;异步
五、电动机的应用与优势
1.洗衣机;电冰箱(合理即可) 2. 电动汽车驱动(合理即可) 3. 大;方便;高
6、 拓展辨析
1.电;机械;通电导体在磁场中受力;机械;电;电磁感应 2. 直流;交变
好题精练:
1.线圈 磁体 转子 定子 通电导体/电流 电能 机械能
【详解】[1][2][3][4]电动机的主要构造:电动机外壳里面有一圈磁体,这些磁体固定不动,叫做定子,中间有线圈和转轴,这部分能够转动,叫做转子,所以能够转动的部分叫作转子,固定不动的部分叫作定子。
[5]电动机工作原理:磁场对电流有力的作用,也可以说磁场对通电导体有力的作用。
[6][7]电动机工作时能量转化:电动机工作时消耗电能,产生机械能,就是把电能转化为机械能。
2.电流 磁场 相反
【详解】[1][2][3]根磁场对电流的作用规律可知,通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系,当电流的方向或者磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反,如果电流的方向和磁场的方向同时改变,通电导线受力的方向不变。
3. B
【详解】闭合开关,原本静止的直导线AB水平向右运动。要使直导线AB水平向左运动,可以将蹄形磁体的N、S极对调,改变磁场方向或者将电源的正、负极对调,改变电流方向,改变通电导体的受力方向,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4. D
【详解】电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,即通电导体在磁场中受到力的作用;
A.向右移动滑动变阻器滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的电流增大,线圈受到的作用力增大,线圈转速提高,故A不符合题意;
B.换用磁性更强的磁体,可以增大线圈受力,提高线圈转速,故B不符合题意;
C.增加电池的节数,可以增大电压,从而使电流增大,可以增大线圈受力,提高线圈转速,故C不符合题意;
D.将N、S极对调,可以改变转动方向,不能改变转速,故D符合题意。
故选D。
5. B
【详解】通电导体在磁场中的受力运动,受到磁场力作用;导体受力方向与电流方向和磁感线方向有关,其中一个因素改变,则受力方向改变,两个因素都改变,受磁力方向不变,所以ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6. 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,所以A错误,故A不符合题意;
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,所以B正确,故B符合题意;
C.向左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,所以C错误,故C不符合题意;
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,所以D错误,故D不符合题意。
故选B 。
7.导体 相反
【详解】[1]将自制电动机接入电路,如图所示,闭合开关,线圈开始转动,其中A、B支架是导体,使电流通过线圈。
[2]若仅对调磁体的磁极,线圈受到的磁力方向与原来相反,其转动方向与原转动方向相反。
8.机械 见解析 改变电流方向
【详解】[1]电动机工作时,需要消耗电能,同时电动机转动,可知将电能转化为机械能。
[2]为使线圈持续转动,直流电动机中安装了换向器。直流电动机中换向器的作用是:当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动。
[3]线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。改变电动机的转动方向有两种方法:①可保持磁场方向不变,改变电流方向;②可保持电流方向不变,改变磁场的方向。
9. B
【详解】A.扬声器工作时消耗电能,转化成纸盘运动,将电能转化为机械能,故A错误;
B.扬声器的工作过程是接入变化的电流,磁场对线圈受力的方向也随之改变,即工作原理是通电线圈在磁场中受力运动。故B正确;
C.音调的高低与频率有关,响度大小与振幅有关,所以锥形纸盆振动得越快,频率越高,音调越高,故C错误;
D.电铃的主要部件是电磁铁,电磁铁是利用电流的磁效应工作的,故电铃的工作原理是电流的磁效应,与扬声器的工作原理不同,故D错误。
故选B。
10.向下 向上
【详解】[1]根据电源可知,ab段导线中电流方向为b→a,与图1中电流的方向相反;磁感线的方向水平向左,与图2中的磁感线的方向相反,所以ab受到的磁场力的方向与图1中的导线受到的磁场力的方向相同,是竖直向下的。
[2]图中cd段导线中的电流的方向是从d到c,与ab段导线中的电流方向相反,所以受到的磁场力的方向与ab段导线受到的磁场力的方向相反,是竖直向上的。
11.电动机 变化 B
【详解】[1][2]电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。扬声器与电动机的工作原理相同,由于通过线圈的电流是变化的电流,通电线圈在磁场中受到力的作用,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。
[3]小磁针静止时左端为N极,右端为S极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故通电螺线管的左端为N极,由右手螺旋法则可知电流应由螺线管的右侧流入,即电源的B端为正极。
12. (1) 电源 铝棒
(2) 相反 电流方向相反
(3)切断线圈中的电流
【详解】(1)[1]如图甲所示的装置需要观察磁场对通电直导线的作用,故此导线中应有电流通过,在M、N之间接入电源。
[2]图甲所示的装置中有磁体,磁体会吸引铁钴镍一类物质,导体棒不能选用铁棒,故此导体棒AB应选用轻质的铝棒。
(2)[1] [2]磁场对通电直导线的作用力的方向与磁场方向和电流方向有关。图乙所示磁场方向不变,cd段导线与ab段导线通过的电流方向相反,故此cd段导线所受磁场力的方向与ab段导线所受磁场力的方向相反。
(3)线圈在平衡位置附近时刚好线圈的一端转到没刮掉漆的位置,即此时一端为绝缘部分,电路断路切断线圈中的电流,线圈利用惯性继续转动从而改变线圈中的电流方向。
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