内容正文:
17.1关于电动机转动的猜想
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.实际应用中的直流电动机的定子的组成是( )
A.线圈 B.机壳 C.机壳和电磁铁 D.换向器和电刷
2.小应自制了一个直流电动机模型,如图所示。回形针做成两个支架,分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈,以线圈引线为轴,用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆,另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上,磁体放在线圈边,闭合开关,轻轻拨动线圈,此时线圈顺时针转动,则下列说法错误的是( )
A.若仅改变磁极方向,线圈会逆时针转动
B.若再增加一节干电池,线圈转动速度加快
C.刮去上半周绝缘漆,作用相当于换向器
D.工作时将机械能转化为电能
3.安装直流电动机模型时,要改变直流电动机的转动方向,可以( )
A.改变电流大小
B.将磁体的N、S极对调
C.改变磁性强弱
D.将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
4.一款学生使用的电动橡皮擦,其内部构造是在一个壳体内安装微型电动机和两节干电池。闭合开关后电动机开始工作,使橡皮可以自动擦除字迹。关于电动橡皮擦工作时涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.电动橡皮擦正常工作时的功率约为200W
B.干电池为橡皮擦供电时将化学能转化为电能
C.电动机的工作原理是通电导线周围存在磁场
D.橡皮擦和纸张摩擦微微发热是通过热传递的方式改变橡皮擦的内能
5.下列用电器使用了电动机的是( )
A.电风扇 B.电水壶 C.台灯 D.手电筒
6.如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图,下列分析不正确的是( )
A.导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B.导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同
C.导线ab和cd在乙图位置受到的两个力相互平衡
D.由上往下看,线圈中电流均为顺时针方向
7.如图,小明用漆包线绕成线圈ABCD,将线圈一端(图中右端)的漆全部刮去,另一端(图中左端)刮去一半放上导体支架,连接干电池后线圈能转动起来( )
A.这是一台发电机模型
B.CD边始终受到磁场力
C.AB、CD两边同时受磁场力
D.两端漆全部刮去转动会更快
8.如图所示的电动机在生活中的应用越来越广泛,图乙为电动机的工作原理图。线圈处于水平向右的磁场中,两个铜半环E和F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;A和B是电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是( )
A.线圈连续转动是靠电流做功实现的
B.电动机通电后不转,一定是电路断路了
C.图中受磁场力向上,转动时受磁场力向下
D.电动机在工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
9.如图所示,小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材,成功制做了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向,下列方法可行的是( )
A.只增强磁铁的磁性 B.只增加线圈的匝数
C.只增大线圈中的电流 D.只将磁铁的磁极对调
10.在制作简易电动机的过程中,以下元件不需要的是
A.电源 B.铁架台 C.导线 D.磁体
二、填空题
11.图甲为一台简易电动机,它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成,磁铁吸在电池下端,线框由裸铜导线绕制;图乙为电动机工作原理图,箭头表示磁感线方向。根据图乙可知,磁铁上端为 (填“N”或“S”)极;线框在转动过程中将 能转化为 能。
12.如图是小强制作的一个简易电动机.要使线圈的转动方向发生改变,请为小强提供两个方案:
① ;
② .
13.如图,干电池的底部吸有钕磁铁(其特点是磁性强,磁性受温度影响较大,可导电,电阻不计),一根导线折成图中所示的形状,轻推导线,导线可绕电池持续转动,将磁铁的、极对调,导线框将 ;一段时间后,发现钕磁铁温度升高,导线框转速明显下降,猜想导线框转速下降的原因是 。
14.图甲是某位同学制作的一个小电动机。如果要改变线圈的转动方向,可以通过改变 来达到目的。图乙是他在电磁实验中的一个电路图,这个电磁铁下端为 极。
15.根据所示直流电动机的结构示意图,看图写出各部分的名称:abcd是 ;A、B是 ;E、F是 ;N、S是 。在电动机里 的部分叫转子, 的部分叫定子,其中线圈是 ,磁体是 。
三、实验题
16.小聪利用如图所示的装置做“探究磁场对通电导体的作用”实验。
(1)导体ab应选用轻质的 (选填“铁棒”或“铝棒”);
(2)接通电源,导体ab向右运动,说明磁场对通电导体有 的作用,该过程中 能转化为 能;
(3)将图中磁体的N、S极对调或改变通过导体ab的电流方向,观察到导体ab向 运动,说明通电导体在磁场中受到力的方向与 、 方向有关;
(4)如果将滑动变阻器的滑片向左移动,闭合开关,发现导体ab不动或运动得很慢,这说明通电导体所受磁场力的大小与 有关。
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《17.1关于电动机转动的猜想》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
B
B
A
C
C
C
D
B
1.C
【详解】电动机有定子和转子两大部分组成,所谓定子,即其固定不动的部分,其包括机壳和提供强磁场的电磁铁;而转子是转动的部分,即包括转动的线圈和随着线圈转动的换向器等,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.电动机转动方向与电流、磁场方向有关,改变磁极方向(磁场方向改变),线圈会逆时针转动,故A正确,不符合题意;
B.增加一节干电池,电流增大,线圈受力增大,转动速度加快,故B正确,不符合题意;
C.刮去上半周绝缘漆的设计,作用相当于换向器,使线圈持续转动,故C正确,不符合题意;
D.直流电动机工作时是电能转化为机械能,而非机械能转化为电能,故D错误,符合题意。
故选D。
3.B
【详解】AC.电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,和电流大小、磁性强弱无关,故AC不符合题意;
BD.要想改变电动机的转动方向,可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向,二者同时改变时,电动机转动方向不变;故B符合题意,D不符合题意。
故选B。
4.B
【详解】A.电动橡皮擦是学生使用的小型电器,功率通常较小,约为几瓦,200W 功率过大,不符合实际情况,故A错误;
B.干电池为橡皮擦供电时将化学能转化为电能,供电动机使用,故B正确;
C.电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用运动,故C错误;
D.橡皮擦和纸张摩擦微微发热是因为克服摩擦力做功产生内能,通过做功的方式改变橡皮擦的内能,故D错误。
故选B。
5.A
【详解】A.电风扇是将电能转化机械能,应用了电动机。故A符合题意;
B.电水壶是将电能转化为内能。故B不符合题意;
C.台灯是将电能转化为内能和光能。故C不符合题意;
D.手电筒是将化学能转为内能和光能。故D不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】AB.甲图中导线ab的电流方向是由b到a,乙图中导线ab的电流方向是由a到b,电流方向不同,受力方向也不同,故AB正确,不符合题意;
C.导线ab和cd在乙图位置受到的两个力不在同一直线上,相互不平衡,故C错误,符合题意;
D.由于电路中接入了换向器,由上往下看,线圈中电流均为顺时针方向,故D正确,不符合题意。
故选C。
【点评】
7.C
【详解】A.线圈在磁场中受力运动,是电动机的原理,发电机的原理是电磁感应现象,故A不符合题意;
B.CD边只有半圈受到磁场力作用,故B不符合题意;
C.AB、CD两边的电流方向相反,同时受到磁场力的方向相反,故C符合题意;
D.两端漆全部刮去,转到平衡位置时,由于电流的方向不能改变,AB、CD两边受力平衡,所以不能持续转动,故D不符合题意。
故选C。
8.C
【详解】A.线圈在非平衡位置连续转动是靠电流做功实现的,在平衡位置连续转动是靠惯性实现的,故A错误;
B.电动机通电后不转,可能是电路断路了,没有电流通过,也可能是线圈恰好处于平衡位置,线圈受到的作用力不能使线圈产生转动效果,故B错误;
C.图示中线圈顺时针转动,电流沿abdd流动,ab在左侧时受到的力向上,cd受到的力向下,ab转动180度,转到右侧,电流方向改变,受力方向也改变,受力向下,线圈能连续转动,故C正确;
D.电动机在转动过程中,需要克服摩擦做功,所以消耗的电能大部分转化为机械能,小部分转化为内能,故D错误。
故选C。
9.D
【详解】A.只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度,不能改变转动方向,故A不符合题意;
B.只增加线圈的匝数可以增加电动机的转动速度,不能改变转动方向,故B不符合题意;
C.只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度,不能改变转动方向,故C不符合题意;
D.只将磁铁的磁极对调,改变了磁场方向,改变了转动方向,故D符合题意。
故选D。
10.B
【详解】磁体提供磁场,电源提供电流,导线用来制作线圈,故ACD需要,B不需要.故选B.
11. N 电 机械
【详解】[1]由图乙知,磁铁的上端为N极,因为磁感线由磁体的N极出来回到S极。
[2][3]线框能够转动,是因为通电导体在磁场中受到力的作用,所以这个过程是电能转化为机械能。
12. 改变电流的方向 改变磁场的方向
【分析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的,即所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关.
【详解】感应电流的方向与电流的方向和磁场的方向有关,故要使线圈的转动方向发生改变,可以改变电流的方向,也可以改变磁场的方向.
13. 反转 温度升高,钕磁铁的磁场减弱,导线框受力减小
【详解】[1][2]因为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,所以,在电流方向不变时,将钕磁铁的N、S极对调,导线框将反向转动;由题知,钕磁铁在高温下使用磁损失较大,所以工作一段时间后,温度升高,钕磁铁的磁场减弱,导线框受力减小,所以转速会下降。
14. 电流的方向(或磁场的方向) 北(或N)
【分析】(1)电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。
(2)根据右手定则判断电磁铁的磁极。
【详解】[1]电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关,改变磁场的方向或电流的方向可以改变线圈的转动方向。
[2]根据右手定则,伸出右手四指弯曲指向电流的方向,则大拇指所指的方向即电磁铁的下端为电磁铁的N极。
【点睛】电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关,要想改变线圈的转动方向只改变其中一个因素即可,若两个因素同时改变,则线圈转动的方向不变。
15. 线圈 电刷 换向器 磁体 转动 固定 转子 定子
【详解】[1][2][3][4][5][6][7][8]从图中可以看出,abcd是线圈;A、B是电刷;E、F是换向器;N、S是磁体。在电动机里转动的部分叫转子,固定的部分叫定子,其中线圈转动是转子,磁体固定不动是定子。
16.(1)铝棒
(2) 力 电 机械
(3) 左 磁场方向 电流
(4)电流大小
【详解】(1)为了确保实验中导体不受磁场的额外影响,应选择非磁性材料。铁棒是磁性材料,而铝棒是非磁性材料,因此应选择铝棒。
(2)[1][2][3]力可以改变物体的运动状态,当导体ab通电后在磁场中运动,说明磁场对通电导体有力的作用。在这个过程中,消耗电能,得到导体ab的机械能,因此是将电能转化为机械能。
(3)[1][2][3]将磁体的N、S极对调(磁场方向改变)或改变通过导体ab的电流方向,观察到导体ab向左运动,说明导体ab受到磁体对其的作用力方向发生变化,从而说明通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向、电流方向有关。
(4)滑动变阻器滑片向左移动,闭合开关,变阻器连入电路的电阻变大,导致电路中电流减小,导体ab不动或运动得很慢,可知导体ab所受磁场力的大小发生变化,这说明通电导体所受磁场力的大小与电流大小有关。
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