17.2 电动机转动的原理 巩固练习 -2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

17.2电动机转动的原理 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图是某餐厅机器人正在送餐的情景。机器人的动力装置是电动机，下列选项中与电动机原理相同的是（　　） A． B． C． D． 2．2025年3月14日，央视军事发布视频，展示了中国兵器装备建设工业自主研制的最新一代电磁枪，其原理主要是利用载流导体在磁场（固定线圈通电产生磁场）中受到的电磁力将弹丸发射出去。下列实验原理与电磁枪工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 3．关于如图所示的电与磁现象，下列说法错误的是（   ） A．甲图中，线圈匝数少的电磁铁A，磁性弱 B．乙图中只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变 C．丙图中的扬声器工作原理与乙图原理相同 D．丁图实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 4．如图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析错误的是（    ） 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场力方向相同 C．图甲中导线cd和图乙中导线ab受到的磁场力方向相同 D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向 5．请你帮助中国探月工程团队设计一辆在月球上使用的月球车，考虑到月球上没有空气，该车在月球上使用的动力装置是（　　） A．电动机 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机 6．实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好地认识物理世界。以下说法错误的是（　　） A．利用重垂线可以检查墙壁是否竖直 B．利用验电器可以检测物体是否带电 C．利用弹簧测力计要先在竖直方向上调零后再测量力的大小 D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向 7．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 8．如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　） A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数 C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极 9．如图是我国自主设计建造的航空母舰——福建舰上的电磁弹射装置的示意图，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。电磁弹射装置的工作原理是（    ） A．通电导体在磁场中受到力的作用 B．欧姆定律 C．焦耳定律 D．通电导体周围存在磁场 10．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 二、填空题 11．如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙是其控制电路图，R是一个压敏电阻，当有人走上电梯后，R阻值随压力的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”），图乙中电磁铁的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”），电动机的转速将变快。 12．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的家庭照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝抖动，说明 对 有力的作用。 13．如图所示，为某直流电动机的原理图，定子是电磁铁，转子是线圈。开关闭合后，电动机的线圈可以顺时针转动。若保持其他装置不变，只对调电源的两极， （选填“能”或“不能”）使此电动机的线圈反向转动。 14．如图，在高铁的车顶有一个“受电弓”，它与“接触网”紧密接触获得电能，再通过高铁的牵引电机转化为 能，从而驱动高铁运行；为获得电能，“受电弓”的材料必须要具备的特性是 。 15．甲、乙两幅图是通电线圈在磁场中的受力情况，则图 中的线圈能转动，图 中的线圈不能转动。 三、实验题 16．跨学科实践 制作简易电流表 电流表是电学实验中常用的电学仪器。物理兴趣小组运用所学的物理知识，设计了一个简易电流表，如图所示，N、S为永磁体的两个磁极，线圈（质量不计）和指针（下端配有重球）成一定的角度固定在一起，a、b是简易电流表的接线柱，当电流从a 接线柱流入，从b接线柱流出时，指针会绕转轴O向左偏转。 (1)该简易电流表工作原理中涉及到的磁学有电流的 ； (2)当电流从b 接线柱流入，从a 接线柱流出时，指针会绕转轴O向 偏转； (3)若想提高该简易电流表的精度，让其更加灵敏，可以采取的改进措施有： ①可以适当 （选填“增大”或“减小”）配重球的质量； ② 。 四、综合题 17．如图所示是中国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰（以下简称“航母”）——福建舰。福建舰采用的电磁弹射技术标志着中国在航母技术领域取得了重大突破。小明查阅资料得知：航母上的舰载机起飞时，由于跑道长度不足，需要借助弹射系统使其达到起飞速度。福建舰采用的电磁弹射系统与其他航母的蒸汽弹射系统相比，具备更加优良的性能：蒸汽弹射系统的动力来源是高压蒸汽，通过调节进入弹射缸的蒸汽流量来控制弹射力大小，推动舰载机在轨道上加速至起飞速度；电磁弹射系统的动力来源是电磁力（通电导体在磁场中受到的力），通过调节电流大小控制弹射力大小，在几秒内提供强大的电磁力推动舰载机在轨道上加速至起飞速度。 请你借助以上材料，结合所学物理知识帮助小明解答以下问题： (1)航母电磁弹射系统的工作原理类似于电动机，其构造除了有通电导体外，还需要有 ，才能产生电磁力推动舰载机加速运动； (2)若舰载机在轨道上加速滑行时受到的摩擦力恒为8000N，滑行距离为100m，则加速滑行过程中克服摩擦力做的功为多少焦耳？ (3)如图甲、乙所示是两种弹射系统的能量流向示意图，图甲中缺失的能量名称（？处）为 ，图乙中的额外功包括图中的 （填写序号）； (4)电磁弹射技术的能量利用效率比蒸汽弹射技术更高，请你结合能量守恒相关知识，对比分析两种系统的能量输出过程，说明电磁弹射技术能量利用效率更高的原因。 18．历时九年建成的港珠澳大桥，被外媒誉为“新世界七大奇迹”之一，全桥总长约55千米，由引桥、跨海桥、海底隧道三部分组成。大桥通行车辆的最高限速为100千米/小时，最低限速为60千米/小时。现有一辆符合国家新能源政策的纯电力驱动小汽车，从珠海口岸出发，以100千米/小时的平均速度行驶。 (1)该纯电力驱动汽车行驶过程中， 能转化为 能。 (2)这辆汽车通过港珠澳大桥全程需要多长时间？ (3)若该车通过海底隧道时，以80千米/小时的速度行驶了6分钟，求港珠澳大桥中除海底隧道外的路段长度为多少千米？ 19．小明在复习“托盘天平”的知识时突发奇想，于是就设计了一个“电磁天平”。如图（甲）所示，天平的左臂为挂盘，挂盘中挂一稍重砝码，右臂挂有矩形线圈，天平左右两臂长相等。线圈的下边处于匀强“×”磁场B0内（“×”方向表示垂直线圈平面向里），线圈中通有可从零开始调节的电流I（电源未画出）。在探究“电磁天平”的过程中，小明请你一起讨论问题。 (1)题中所说的“臂长”，是我们熟知的一个物理量： ； (2)如图（甲）所示，若线圈中不通入电流，则此天平会 （选填“向左倾倒”“向右倾倒”或“可能平衡”）； (3)如图（甲）所示，在线圈中通入一定大小的电流I，并且适当的调节I的大小，会发现天平逐渐平衡，是因为 ，且此力的方向应该向 ； (4)为了更进一步地对电磁现象探究，不给线圈通电，但如图（乙）所示，在“×”磁场B0的上方加入一“·”磁场B（“·”方向表示垂直线圈平面向外），且磁场B是可以调节变化的。在此基础上，小明将他观察到的现象进行了表述：“在磁场B未发生改变时，整个电磁天平向左端倾倒；但是若调节磁场B并使其逐渐增强时，会发现电磁天平的左端会抬起一点点，但若磁场B的增强很迅速，还可以使天平在一瞬间水平亦或向右倾倒。” 观察到现象的同时，小明也提出了疑问，这是为什么呢？ 请你针对小明对现象的表述，对此现象进行一个合理的猜想： 。 学科网（北京）股份有限公司 《17.2电动机转动的原理》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D B A C C D A D 1．B 【详解】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用工作的。 A．磁体在通电导体的周围发生偏转，说明通电导体的周围存在磁场，故A不符合题意； B．通电导体在磁场中受力的作用运动，是电动机的工作原理，故B符合题意； C．磁体的两端会吸引铁钉，说明磁体具有磁性，故C不符合题意； D．当电磁铁通电时，会吸引衔铁，说明通电导线具有磁性，故D不符合题意。 故选B。 2．C 【详解】电磁枪的工作原理是通电导体在磁场中受到电磁力的作用，将电能转化为机械能。 A．图中是通电螺线管，即电流的磁效应，将电能转化为磁能，与电磁枪原理不同，故A不符合题意； B．图中是电磁感应现象，导体切割磁感线产生电流，将机械能转化为电能，与电磁枪原理不同，故B不符合题意； C．装置为通电导体在磁场中受力运动，即将电能转化为机械能，与电磁枪原理一致，故C符合题意； D．图中是奥斯特实验，证明电生磁，原理是电流的磁效应，与电磁枪原理不同，故D不符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．甲图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相同，电磁铁A的线圈匝数较少，吸引的铁钉较少，故可知电磁铁A的磁性较弱，故A正确，不符合题意； B．乙图是电动机的工作原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，只对调磁体的N、S极，导体受到力的方向改变，故导体的运动方向改变，故B正确，不符合题意； C．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与乙图原理相同，故C正确，不符合题意； D．丁图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，小磁针静止时N极指向即为该点磁场的方向，将小磁针移走，磁场不会消失，故D错误，符合题意。 故选D。 4．B 【详解】A．直流电动机中，换向器的作用是改变线圈中的电流方向，从图中可以看出，甲、乙两个时刻线圈的位置不同，换向器改变了电流方向，所以导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，故A正确，不符合题意； B．在甲图中，导线ab中的电流方向是从b到a；在乙图中，导线ab中的电流方向是从a到b，而磁场方向相同。所以导线ab在这两个时刻受到的磁场力方向不同，故B错误，符合题意； C．在甲图中，导线cd中的电流方向是从d到c；在乙图中，导线ab中的电流方向是从a到b，两者电流方向一致，所处磁场的方向也相同，所以甲中导线cd和图乙中导线ab受到的磁场力方向相同，故C正确，不符合题意； D．由图可知，甲中电流方向为dcba，乙中电流方向为abcd，从上方往下看，线圈中电流均为顺时针方向，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．A 【详解】电动机工作原理是通电导体在磁场中受力运动，仅需电能即可驱动，无需依赖空气或氧气。月球车可通过太阳能电池板收集月球表面的太阳能，并将其转化为电能储存于蓄电池中，持续为电动机供电，完美适配月球无空气的环境，是月球车动力装置的理想选择。 汽油机、柴油机、蒸汽机都属于热机，需依靠燃料燃烧产生动力。月球无空气，无法提供燃烧所需的氧气，完全无法在月球使用。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．C 【详解】A．重力的方向总是竖直向下，利用重垂线可以检查墙壁是否竖直，故A正确，不符合题意； B．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，当物体接触验电器的金属球时，若验电器的金属箔张开，说明物体带电，所以利用验电器可以检测物体是否带电，故B正确，不符合题意； C．弹簧测力计使用时，应在测量力的方向上调零，不一定是竖直方向，比如测量水平方向的力，就应在水平方向上调零，故C错误，符合题意； D．电动机的换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．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。 8．D 【详解】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动方向与电流方向和磁场方向有关。 A．只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故A不符合题意； B．只减少线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故B不符合题意； C．只升高电源的电压，可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故C不符合题意； D．只对调磁体的两极，可以改变转动方向，故D符合题意。 故选D。 9．A 【详解】电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的推力而向前弹射飞出，由此可知，其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10．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。 11． 减小 增强 【详解】[1]压敏电阻的特性是阻值随压力增大而减小；当有人走上电梯，压力增大，故R的阻值减小。 [2]控制电路中，R阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流增大；电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大磁性越强，故磁性将增强。 12． 磁场 通电导体 【详解】[1][2]因通电导体在磁场中受力的作用，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝时，灯泡中有电流通过（且是交流电），所以灯丝会受到磁场力的作用，并且方向时刻改变，故灯丝会抖动。 13．不能 【详解】电动机的转动方向由磁场方向和线圈中电流方向共同决定，当只对调电源两极时，电磁铁的磁场方向会因电流方向改变而反向，线圈中的电流方向也会同时反向，这两个因素同时反向时，线圈受到的磁场力方向不变，因此线圈不能反向转动。 14． 机械 导电性强 【详解】[1]牵引电机将电能转化为机械能，为高铁提供动力。 [2]为获得电能，“受电弓”的材料必须要具备的特性是导电性强，受电弓必须是良好的导体，才能够减小电能的损耗，为高铁提供强大的动力。 15． 甲 乙 【详解】[1]图甲中，ab边受到竖直向上的力，cd边受到竖直向下的力，这两个力大小相等，方向相反，没有作用在同一直线上，线圈在这两个力的作用下会转动。 [2]图乙中，ab边和cd边受到的力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，线圈受到平衡力，所以线圈会静止不动。 16．(1)磁效应 (2)右 (3) 减小 增加线圈的匝数 【详解】（1）该简易电流表的工作原理是电流的磁效应。通电后，线圈产生磁场，与永磁体的磁场相互作用，从而带动指针偏转。 （2）通电线圈在磁场中受力的方向与电流方向有关。当电流从b接线柱流入、a接线柱流出时，电流方向与原来相反，因此受力方向也相反，指针会绕转轴O向右偏转。 （3）[1]配重球的质量越小，指针转动时受到的阻力作用就越小，对微小电流的反应就越灵敏，因此可以适当减小配重球的质量。 [2]增加线圈的匝数可以增强通电线圈的磁场，使其在磁场中受到的作用力更大，从而提高电流表的灵敏度；增强永磁体的磁性也能达到相同效果。 17．(1)磁场（或磁体） (2) (3) 电流通过导体产生的热量 ①②③ (4)见详解 【详解】（1）航母电磁弹射系统的工作原理类似于电动机，电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，故还需要有磁场。 （2）摩擦力恒为8000N，滑行距离为100m，则加速滑行过程中克服摩擦力做的功 （3）[1]根据电流的热效应，通电导线会由部分电能转化为内能，产生部分能量损耗，即图甲中缺失的能量名词应为电流通过导体产生的热量。 [2]蒸汽弹射系统的主要作用是利用内能做功，即高压蒸汽内能转化为的机械能为有用功，其余都是额外功，故图乙中的额外功包括图中的①②③。 （4）假设两种弹射系统提供的初始能量相同，在转化为舰载机的机械能时，电磁弹射系统损耗的能量较少，因此能量利用效率更高。 18．(1) 电 机械 (2)h (3)47km 【详解】（1）纯电力驱动汽车工作时，电动机将电池储存的电能转化为驱动汽车运动的机械能，因此能量转化过程为电能转化为机械能。 （2）已知大桥长度，平均速度，根据公式，代入数据得 因此，汽车通过全程需要0.55小时。 （3）海底隧道段行驶时间，速度 隧道长度 除隧道外的路段长度为 19．(1)力臂 (2)向左倾倒 (3) 通电导体在磁场中受到力的作用 下 (4)见解析 【详解】（1）天平是根据杠杆原理工作的，左右两臂长相等，这里的臂长就是杠杆中的力臂，是指从支点到力的作用线的垂直距离。 （2）如图（甲）所示，左臂挂盘中挂有稍重砝码，右臂线圈不通电时不受力，根据杠杆平衡条件，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积，天平会向左倾倒。 （3）[1][2]如图（甲）所示，在线圈中通入一定大小的电流I，并且适当的调节I的大小，会发现天平逐渐平衡，是因为线圈在磁场中受到力的作用，且此力的方向应该向下。根据左手定则，让磁感线垂直穿过手心（掌心向下），四指指向电流方向，大拇指所指方向即为该力的方向，可判断出线圈下边受到的力的方向是竖直向下的，当该力的大小合适时，能与左盘砝码重力平衡，使天平平衡。 （4）合理的猜想：当磁场B逐渐增强时，会在线圈中产生感应电流，感应电流受到力的作用，且该力的方向向下，随着磁场B增强，该力增大，所以天平左端会抬起；当磁场B增强很迅速时，产生的感应电流较大，力也较大，可能使天平向右倾倒。根据楞次定律，当磁场B增强时，线圈中磁通量发生变化，会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁通量的变化，线圈会受到向下的力，磁场变化越快，感应电流越大，力越大。 学科网（北京）股份有限公司 $