第十七章 电动机与发电机 达标练习 -2025-2026学年沪粤版物理九年级下学期

第十七章电动机与发电机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某同学在家庭实验室里，将甲、乙两装置连接成了如图所示的通路，其中两个相同的铜线圈处于磁场中。用外力使甲装置中的线圈在磁场中摆动，下列说法正确的是（   ） A．乙装置中的线圈有电流通过，也会随之运动起来 B．乙装置类似于发电机，其原理是电磁感应 C．甲装置类似于电动机，其原理是磁场对电流有力的作用 D．甲装置中的线圈在运动过程中将电能转化为机械能 2．如图所示，小明探究什么情况下磁可以生电。导体按以下方式运动，能产生感应电流的是（　　） A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向右 D．静止不动 3．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 4．图甲是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部的线圈相连，自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁体转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（　　） A．该装置是一种电动机 B．该装置将电能转化为机械能 C．增大车轮转速会使灯泡亮度变大 D．该装置和扬声器的工作原理相同 5．在研究通电导线在磁场中受到力的作用时，用U形电磁铁替代磁体完成实验，如图所示，闭合开关导线受到水平向右的力。下列说法正确的是（　　） A．若只对调电磁铁的电源两极，导线在磁场中受力方向不变 B．若只对调铅蓄电池的电源两极，导线在磁场中受力方向不变 C．电磁铁外部磁感线的方向是从B端出发回到A端 D．将一枚小磁针放在电磁铁B端旁，静止时它的N极指向电磁铁B端 6．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 7．关于换向器，以下说法中错误的是（　　） A．直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的 B．当直流电动机的线圈刚过平衡位置时，换向器能立即改变线圈中的电流方向 C．线圈在磁场内每转动一周，换向器就将线圈中的电流方向改变2次 D．直流电动机的换向器是将线圈中的直流电变成外电路的交流电 8．如图为直流电动机的基本构造示意图．以下相关的分析中正确的是（　　） A．电动机是利用电磁感应的原理工作的 B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的 D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向 9．关于交流电，下列说法正确的是（   ） A．交变电流中，电流在1s内方向改变的次数叫频率 B．线圈转动一周，电流方向改变四次，大小改变两次 C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变 D．我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz，周期为2s 10．如图所示，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是（　　） A．电动机工作时主要把机械能转化为电能 B．为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电 C．生活中话筒的工作原理与电动机工作原理类似，即利用磁场对通电导体产生力的作用使物体运动 D．若通电时电动机的电功率为2W，则通电线圈产生的热量为120J 二、填空题 11．自制的简易电动机模型如图所示。 (1)绕制线圈的铜丝外面有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 。 (2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？ （多选）。 A．使线圈中电流减小 B．将线圈转动一定角度 C．增大电源电压 D．更换一块磁性更强的磁体 (3)通电后线圈能转动，若要改变转动方向，可采取的做法： ； 。 12．如图所示，将一根条形磁体插入线圈时，与之相连的灵敏电流计的指针会发生偏转。在这个闭合电路中， 相当于电源，这一现象中能量的转化情况是 。 13．如图所示，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与MN和PQ两根光滑平行水平导轨平滑连接，光滑水平导轨处在竖直向上的磁场之中。已知AB和CD是两根金属棒，初始时两金属棒处于静止状态。现让AB棒从圆弧导轨上离水平导轨一定高度由静止释放，当AB棒进入磁场时，CD棒开始向右运动（两棒未碰撞）。此时金属棒AB中 （选填“会”或“不会”）产生感应电流；金属棒CD从静止开始水平运动的原理和 （选填“发电机”或“电动机”）相同。若将磁场方向改为竖直向下，并固定CD棒在导轨上，再重复以上的实验操作，流过金属棒AB的电流方向 ，金属棒CD受到磁场力的方向 （后两空均选填“改变”或“不变”）。 14．请结合图甲、乙回答下列有关电动机工作过程的问题。 (1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。 (2)图乙中线圈所在的位置 （选填“是”或“不是”）平衡位置，图中A、B组成的装置叫 ，它的作用是在线圈 （选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。电动机工作时是把电能转化为 。 15．交流发电机 如图所示的装置中，二极管交替发光，说明产生的电流方向不停地在 。交流发电机发出的电流的大小和方向是 的。 三、实验题 16．在“探究电动机为什么会转动”的实验中： (1)我们首先想到的是：磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中。那么，通电导体周围也存在 ，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ (2)如上图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关前，导体 ，闭合开关后，导体 （以上两空均选填“静止”或“运动”），说明磁场对 导体有力的作用。 (3)断开开关，将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。 (4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。 (5)如果同时改变磁场方向和电流方向，则 （选填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 四、综合题 17．如图是一种“绿色节能”的路面减速装置，当车辆驶过减速装置时，该装置会发电。这种高科技的“夜间交警”在帮助车辆减速的同时还能为交通指示灯起到供电作用。这些在斜坡上的减速装置是由一种与路面齐平的垫板构成，在垫板里面有一系列类似于感应嵌板的物体。当有车辆经过路面时，路面下活动的嵌齿会使嵌板上下浮动，从而像一个小型发电机一样产生电能。据估计，足够稳定的车流量会使节能装置的发电功率达到10 kW。 (1)该装置的原理是什么？它工作过程中能量的转化关系是怎样的？ (2)该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时产生的电能是多少？ (3)如果该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时所获得的机械能是，则该装置的发电效率是多少？ 18．2023年12月，潍宿高铁开工建设，工期4年半，预计于2028年6月底竣工，在临沂市设莒县沂水站、沂南站（原站改扩建）、临沂北站、兰陵站、郯城西站5座车站。该项目建成通车后，将形成临沂市连接长三角、京津冀经济带的快速“大通道”，能够有效拉动我市医药、化工、木业、农产品等特色产业高质量发展。 （1）高速铁路是一种安全、舒适、低碳环保的运输方式，高铁使用电动机提供动力，工作时将电能转化为 能； （2）当列车疾驰而过时，周围空气流速变大，压强 （选填“变大”“变小”或“不变”），所以人必须站在黄色警戒线以外，防止人离得太近会被“吸”向车体； （3）高铁列车在到站前可以利用减速发电，原理是高铁列车先停止供电，列车由于 继续前进，电动机的线圈随车轮一起转动，闭合线圈的一部分在磁场中做切割磁感线运动，产生 ，此时做切割磁感线运动的线圈相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。 19．中国高铁已经成为世界瞩目的一张名片．2018年底，铜仁站正式开通高铁，为铜仁的发展带来新的机遇．高铁包含许多物理知识，如:高铁的运动靠电动机驱动等．请你结合所学知识，回答下列问题． (1)电动机的工作原理是 : (2)电动机正常工作时，主要的能量转化是 : (3)高铁站台设有安全线，乘客必须站在安全线以外候车．当有列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与列车保持一定的距离，也是非常危险的．请你结合流体压强与流速的关系，简述危险的原因 ． 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 9 10 答案 A C B C C C D D C B 1．A 【详解】A．甲装置中的线圈在磁场中摆动，会产生感应电流，从而使乙线圈通电，在磁场中受力运动，故A正确； B．乙是通电线圈在磁场中受力，是电动机原理，不是发电机，故B错误； C．甲是外力让它动而产生电，是发电机原理，不是电动机，故C错误； D．甲是将机械能（摆动）转化为电能，不是电能转化为机械能，故D错误。 故选 A。 2．C 【详解】闭合回路中，导体只有在切割磁感线时，才能产生感应电流；磁感线的方向在竖直方向，所以导体竖直向上、竖直向下运动、静止不动都没有切割磁感线，导体水平向右运动时，在做切割磁感线运动，有感应电流产生。 故选C。 3．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。 4．C 【详解】ABC．该装置依靠自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，就能使前端的照明灯发光，这说明电路中产生了电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，在该过程中，机械能转化为电能；增大车轮转速，线圈切割磁感线速度变大，感应电流变大，灯泡亮度变大，故C正确，AB错误； D．扬声器主要应用的是电动机，是利用通电导线在磁场中受到力的作用工作的，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】AB．导线在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，只对调电磁铁的电源两极或只对调铅蓄电池的电源两极，分别改变了磁场方向和电流方向，所以导线在磁场中受力方向改变，故AB错误； C．根据安培定则可知，电磁铁B端为N极，A端为S极，所以电磁铁外部磁感线的方向是从B端出发回到A端，故C正确； D．将一枚小磁针放在电磁铁B端旁，静止时它的N极指向电磁铁A端，故D错误。 故选C。 6．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。 7．D 【详解】A．直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环组成，用来改变线圈中的电流方向，故A正确，不符合题意； B．当直流电动机的线圈刚过平衡位置时，换向器能及时改变线圈中的电流方向，使线圈受到持续的动力作用而持续转动，故B正确，不符合题意； C．线圈在磁场内每转动一周，会两次经过平衡位置，每经过一次平衡位置，换向器就改变一次线圈中的电流方向，所以转动一周，换向器将线圈中的电流方向改变2次，‌故C正确，不符合题意； D．直流电动机的换向器的作用是改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动，外电路始终为直流电，并非将线圈中的直流电变成外电路的交流电，‌故D错误，符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，故A错误； B．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，有一部分电能转化成了热能，故B错误； C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，故C错误； D．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故D正确； 故选D。 9．C 【详解】A．交变电流中，电流在1s内周期性变化的次数叫频率，故A错误； BC．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变，故B错误，C正确； D．我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz，周期为0.02s，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】A．电动机工作时通过电流在磁场中受力驱动转子转动，将电能转换为机械能，故A错误； B．为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电，应该在平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，故B正确； C．生活中话筒的工作原理与发电机工作原理类似，是利用电磁感应现象来工作的，故C错误； D．若通电时电动机的电功率为2W，则通电，电动机消耗的电能为 因为线圈的电阻未知，无法计算线圈产生的热量，故D错误。 故选B。 11．(1)连续转动 (2)BCD (3) 只改变电流方向 只改变磁场方向 【详解】（1）如放大图显示，线圈两端引线的上半边刮掉漆皮，下半边保留漆皮。这种“半截刮漆”的作用是：当线圈转到某一位置时，只有一半周期接通电流，另一半周期靠惯性转过平衡位置，从而实现持续供电，避免线圈在平衡位置附近来回振动，保证持续转动。 （2）A．使线圈中电流减小，电流减小，更不容易启动，故A不符合题意； B．将线圈转动一定角度，可能线圈通电时刚好停在平衡位置，稍微转动即可启动，故B符合题意； C．增大电源电压，可增大电流，线圈受力变大，从而转动，故C符合题意； D．更换一块磁性更强的磁体，增大磁场力，从而使线圈受力变大，从而转动，故D符合题意。 故选BCD。 （3）[1][2]直流电动机转动方向由磁场方向和电流方向共同决定，改变其中任意一个即可反转。 12． 线圈　 机械能转化为电能 【详解】[1]当条形磁体插入线圈时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中，线圈相当于电源，因为它能产生感应电动势，进而形成感应电流。 [2]从能量转化的角度来看，这个过程是机械能转化为电能。条形磁体插入线圈的过程，是通过外力做功，消耗了机械能，而线圈中产生了电流，得到了电能。 13． 会 电动机 改变 不变 【详解】[1][2][3][4] 电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切劃磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象，产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，影响感应电流的因素是磁场方向和导体切割磁感线运动方向，电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用。发电机是利用电磁感应现象制成的。让AB棒从圆弧导轨上离水平导轨一定高度由静止释放，当AB棒进入磁场时，做切割磁感线运动，金属棒AB中会产生感应电流，金属棒CD也会有电流通过，CD会受到磁场力的作用，从静止开始水平运动，其原理和电动机相同，若将磁场方向改为竖直向下，重复以上的实验操作，流过金属棒AB的电流方向改变；金属棒CD中电流方向改变，磁场方向改变，受到磁场力的方向不变。 14．(1) 通电线圈 电流方向不同 (2) 是 换向器 刚转过 机械能 【详解】（1）[1][2]电动机的工作原理是磁场对通电导体（或流）有力的作用。图甲中，线圈左右两边框 ab、cd 的受力方向相反，原因是两边电流方向相反。 （2）[1][2][3][4]图乙中，线圈平面与磁感线垂直，这个位置叫做平衡位置（因为此时两边受力大小相等、方向相反且在同一直线上，合力为零）。图中 A、B 组成的部件叫做换向器。它的作用是在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。电动机工作时把电能转化为机械能。 15． 改变 变化 【解析】【小题1】[1][2]图中装置是演示交流发电机的模型，装置运行时能观察到两个二极管交替发光且忽亮忽暗。二极管具有单向导电性，如果一个二极管在正半周亮，另一个在负半周亮，说明电流大小在改变，电流方向在周期性变化。 16．(1)磁场 (2) 静止 运动 通电 (3) 相反 磁场方向 (4) 相反 电流方向 (5)不能 【详解】（1）奥斯特实验证明，通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应，这是通电导体能与磁体发生相互作用的前提——磁体的磁场会对通电导体的磁场产生力的作用，进而使导体运动。 （2）[1][2][3]闭合开关前，电路处于断路状态，导体中无电流，不受磁场力的作用，因此保持静止。闭合开关后，电路接通，导体中有持续电流，在蹄形磁体的磁场中受到力的作用，因此变为运动。这一现象说明，磁场对通电导体有力的作用。 （3）[1][2]断开开关，将图中磁体的N、S极对调，则磁场方向改变，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，这是因为导体受力方向发生了改变，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （4）[1][2]断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中的电流方向发生改变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，这是因为导体受力方向发生了改变，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 （5）控制变量法的核心是“每次只改变一个变量，观察其对实验结果的影响”。若同时改变“磁场方向”和“电流方向”，根据前两问结论，磁场方向改变会使受力方向反向，电流方向改变也会使受力方向反向。两个“反向”叠加后，导体的受力方向会恢复到原来的方向，无法判断是哪个变量（或两个变量）导致了结果变化；因此，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 17．(1)电磁感应现象；机械能转化为电能 (2) (3)20% 【详解】（1）由题可知，该装置相当于小型发电机，通过嵌板上下浮动来发电，所以其原理是电磁感应现象，工作过程中消耗了机械能，获得了电能，是把机械能转化为电能。 （2）工作8小时的发电量 （3） 该装置的发电效率 18． 机械 小 惯性 感应电流 电源 【详解】（1）[1]高铁使用电动机提供动力，电动机工作时消耗电能使列车运动，将电能转化为机械能。 （2）[3]当列车疾驰而过时，列车附近空气流速变大，压强变小，远离列车的一侧空气流速慢、压强大，对乘客产生方向指向列车的推力，所以人必须站在黄色警戒线以外，防止人离得太近会被“吸”向车体。 （3）[4]高铁列车在到站前可以利用减速发电，原理是高铁列车先停止供电，列车由于惯性，要保持原来的运动状态，会继续前进。 [5][6]列车无动力前进时，电动机的线圈随车轮一起转动，闭合线圈的一部分在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，此时做切割磁感线运动的线圈相当于电路中的发电机，产生的电能储存起来，供列车使用。 19． 通电线圈在磁场中受力转动 电能转化为机械能 因为动车进站时，列车速度较大，列车附近的空气流速变大，压强变小，而人背后的地方空气流速相对较小，压强大，所以人靠近车体或在安全线内，很容易被外侧较大的压强压向列车，发生危险 【详解】第一空．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用（通电线圈在磁场中受力转动）而制成的； 第二空．电动机工作时，消耗电能，获得机械能，即将电能主要转化为机械能； 第三空．列车驶过时，列车带动人和车之间的空气流动速度加快，人外侧的空气流动速度较慢；根据流体压强与流速的关系可知，空气在人内侧流速快压强小，外侧空气流速慢压强大，会产生一个向内侧（列车）的压强差，将人推向火车，非常危险． 学科网（北京）股份有限公司 $