3.3 电动机及其应用 同步练习-2025-2026学年浙教版八年级下册科学

3.3 电动机及其应用 同步练习 一、选择题 1．新能源汽车因绿色低碳逐渐取代燃油汽车，电动汽车是常见的一种新能源汽车。电动机为电动汽车提供动力，其工作原理如图中的(　　) A． B． C． D． 2．如图所示是通电导线在磁场中受力的示意图，用“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外，此时通电导线受到的力向上。下列力的方向判断正确的是(磁铁附近磁感线未画出)(　　) A． B． C． D． 3．直流电动机中，换向器的作用是（　　） A．改变线圈转动方向 B．使线圈受力不变 C．改变线圈中电流的方向 D．改变磁感应线的方向 4．小明同学自己动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他拨了一下线圈后，电动机就快速转了起来，造成这一情况的原因可能是（　　） A．电源电压太低 B．电刷接触不良 C．电源正、负极接反了 D．开始时，线圈处于平衡位置了 5．下列通电螺线管的磁极标识正确的是（　　） A． B． C． D． 一、选择题 6．用如图所示的装置探究磁场对通电导体的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（　　） A．仅换用磁性更强的磁体 B．仅增加AB中电流的大小 C．仅将磁体的N、S极对调 D．仅将铝棒AB换成铜棒 7．如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机(线框上端的弯折位置与正极接触，磁铁吸附在电池负极的是S极)，放手后从上往下看线圈顺时针转动，以下操作可以增大转速的是 （　　） A．对调电池正负极位置 B．对调强磁铁南北极位置 C．增加一节干电池 D．减弱磁铁的磁性 8．将矩形线圈放入磁场中处于右图所示的位置，给矩形线圈通电，发现矩形线圈会沿顺时针转动，下列说法正确的是 (　　) A．该装置产生的现象在生活中的应用是发电机 B．将N 磁体去除，通电后矩形线圈仍沿顺时针转动 C．此时矩形线圈处于平衡位置 D．电流方向和磁场方向同时改变，线圈的受力方向也发生改变 9．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 10．在如图所示的电路中，当开关S闭合时，根据螺线管附近小磁针静止时的指向可知（　　） A．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 C．a端是通电缧线管的N极，c端是电源负极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极 二、填空题 11．某科学兴趣小组将几颗铷磁铁叠在一起，与干电池负极相连，把铜线弯折成心形线框，套在电池外面，心形线框就能绕电池转动（如图）。 （1）心形线框能绕电池转动的原理是　 　， （2）要增大心形线框的转速，可采取的措施有　 　。（写出一条即可） 12．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。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的电动机，根据　 　原理制成的。若将图中电源的正负极对调，则线圈的转动方向与原来　 　（选填“相同”或“相反”）。 13．图为小科装配直流电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，从О点沿转轴观察，线圈顺时针转动。 （1）为使线圈正常转动，螺线管PQ的磁极和绕线方式正确的是　 　。 （2）若将电源正负极对调，线圈的转动方向　 　（填“变”或“不变”）。 （3）装配完成后，闭合开关发现线圈不动，请你写出一种可能的故障和排除故障的方法　 　。 14．如图小娟制作了一个水果电池，她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片和锌片接在一起，并将铜片和锌片插入挤压后的柠檬，铜片和锌片相距约3cm，螺线管右边的小磁针偏转后停在如图所示位置，这验证了柠檬可以发电。根据小磁针的方向可以判断铜片是水果电池的　 　极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，小磁针偏转方向　 　（填“改变”或“不改变”）。 三、实验探究题 15．小金在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下： ①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直； ②给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1； ③给导体两端加电压U2，且U2＞U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2； ④____，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关； （1）将实验步骤④补充完整；　 　； （2）小金探究的科学问题是　 　； （3）小李也利用该装置探究与小金相同的问题，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小金的相反，比较小金和小李的做法你认为____（填字母）； A．都可以 B．小金更好 C．小李更好 （4）小金想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验，这样操作　 　（填“可行”或“不可行”），理由是　 　 。 16．我国“福建舰”采用电磁弹射技术(如图甲)，其核心原理是通电导体在磁场中受到力的作用。小东设计如图乙装置探究通电导体在磁场中的受力情况，实验数据如下表所示。 序号 电流表示数/A 压力传感器示数/N 直铜棒受到的磁场力/N 1 0 4.0 0 2 0.1 4.4 0.4 3 0.2 4.8 0.8 4 0.3 5.2 1.2 结合图表回答： （1）本实验探究的问题是通电导体在磁场中受到磁场力的大小与　 　的关系。 （2）实验中直铜棒受磁场力的方向为　 　(填“竖直向上”或“竖直向下”)。 （3）电磁弹射相比蒸汽弹射(如图丙)，具有哪些优势?____(可多选)。 A．电流调节响应快，加速更均匀 B．可控性高，便于实现不同重量的弹射需求 C．能量转换效率高，无蒸汽泄露等损耗问题 （4）为验证结论的普遍性，需补充实验，可更换　 　(写出一点即可)，进行多次实验并测量。 答案 1．B 【解析】 电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用； A.装置图是奥斯特实验图，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意； B.装置图电路中有电源，通电线圈或导体受到磁场力的作用运动，是电动机的工作原理，故B符合题意； C.装置图是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故C不符合题意； D.装置图是研究电磁铁的原理图，是根据电流的磁效应制成的，故D不符合题意。 2．D 【解析】 在磁体外部磁感线方向是从N极出发回到S极，由图可知，通电导体周围的磁场方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的。 A.通电导体周围磁场方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向外，和题干图中通电导体相比只改变了电流方向，所以 通电导体受力方向与题中通电导体受力方向相反，所以此时导体的受力方向是向下的，故A错误； B.通电导体周围磁场方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向外，和题干图中通电导体相比只改变了电流方向，所以 通电导体受力方向与题中通电导体受力方向相反，所以此时导体的受力方向是向下的，故B错误； C.通电导体周围磁场方向向右，导线中的电流方向垂直于纸面向里，和题干图中通电导体相比只改变了磁场方向，所以 通电导体受力方向与题中通电导体受力方向相反，所以此时导体的受力方向是向下的，故C错误； D.通电导体周围磁场方向向右，导线中的电流方向垂直于纸面向外，和题干图中通电导体相比电流和磁场方向同时改 变，所以通电导体受力方向不变，导体的受力方向是向上的，故D正确。 3．C 【解析】直流电动机的换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈转动获得动力而不断转动，故C符合题意，ABD不符合题意。 4．D 【解析】当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动．A、B两个选项电动机始终不会转动．C选项中的电动机不会停止． 5．A 【解析】A．线圈上电流方向向上，由安培定则知道，螺线管左方为N极，故A正确； B．线圈上电流方向向下，由安培定则知道，螺线管右方为N极，故B错误； C．线圈上电流方向向上，由安培定则知道，螺线管左方为N极，故C错误； D．线圈上电流方向向下，由安培定则知道，螺线管右方为N极，故D错误。 6．C 【解析】A.换用磁性更强的磁体，不会改变铝棒AB的运动方向，故A错误； B.仅增加AB中电流的大小，不会改变铝棒AB的运动方向，故B错误； C.仅将磁体的N、S极对调，铝棒AB的受力方向改变，运动方向改变，故C正确； D.将铝棒AB换成铜棒，电流方向和磁场方向都不改变，导体运动方向不改变，故D错误。 7．C 【解析】 AB.对调电池正负极位置、对调强磁铁南北极位置，改变电流方向和磁场方向，但不能增大转速，故AB不符合题意； C.增加一节干电池后，电池的总电压会增大（如果两节电池串联）。根据欧姆定律，电压增大时，通过线圈的电流也会增大。电流增大，线圈受到的安培力也会增大，从而导致转速增大，故C正确； D.减弱磁铁的磁性会导致磁场强度减弱，磁场强度减弱会导致安培力减小，从而使转速减小，故D错误。 8．B 【解析】A.根据题意可知，通电线圈在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故A错误； BD. 将N 磁体去除，还有左边磁体的存在，且磁场方向不变，那么通电后矩形线圈仍沿顺时针转动。当电流方向和磁场方向同时改变时，线圈受力方向不变，故B正确，D错误； C.此时线圈与磁感线平行，没有处于平衡位置，故C错误。 9．D 【解析】A、若仅改变磁极方向，那么磁场方向会发生改变，则线圈的转动方向相反，即线圈会逆时针转动，故A正确，不符合题意； B、若再增加一节干电池，那么电压增大，经过线圈的电流增大，线圈受到的磁力增大，导致线圈转动速度加快，故B正确，不符合题意； C、刮去上半周绝缘漆，当转动180°后，绝缘漆切断电流，线圈依靠惯性完成下半圈的转动，从而回到起始位置，利用刮掉的部分接通电路再次受力转动，它的作用相当于换向器，故C正确，不符合题意； D、电动机模型工作时将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。 10．A 【解析】小磁针的右端为S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，螺线管的b端为N极，螺线管的a端为S极。右手握住螺线管，大拇指指向右端，此时弯曲的四指指尖向下，则线圈上电流向下，那么电流从右端流入，左端流出，因此d端为电源的正极，故A正确，而B、C、D错误。 11．通电导线在磁场中受力运动；增大磁场 【解析】（1）几颗铷磁铁叠在一起，提供了磁场，同时还是电路的一部分，铜线框之所以能够转动，是由于铜线框中的电流在磁场中受力，故原理是：通电导线在磁场中受力运动。 （2）通电导线受到的磁场力，与磁场的强弱有关，所以，增加几颗磁铁叠在一起，可增大心形线框的受力，从而使的转速增大。 12．通电线圈在磁场中受力转动；相同 【解析】通电线圈周围存在磁场，将其置于另一磁场中时，磁场与磁场之间存在力的作用，即通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是根据这一原理制成的。 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关，若将图中电源的正负极对调，则线圈中电流方向发生改变，电磁铁中电流方向也会改变，磁场方向也发生改变，故转动方向与原来相同。 13．（1）D （2）不变 （3）线圈位于平衡位置，轻推一下线圈 【解析】（1）已知从 O 点沿转轴观察，线圈顺时针转动。根据左手定则判断线圈各边受力方向，进而确定螺线管 PQ 的磁极。电流从电源正极流出，经过螺线管 PQ，根据安培定则，要使线圈顺时针转动，螺线管 PQ 左端应为 N 极，对比各选项绕线方式，D 选项符合 。 （2）将电源正负极对调，电流方向改变，同时磁场方向不变，根据直流电动机转动方向的影响因素，线圈转动方向会改变 。但由于换向器的作用，它能在线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，使得线圈受力方向持续保持能让线圈顺时针转动的状态，所以转动方向不变 。 （3）可能的故障：线圈处于平衡位置。排除故障的方法：用手轻轻拨动一下线圈，使线圈越过平衡位置，线圈就能继续转动 。 14．正；改变 【解析】 ①由图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极。 ②螺线管的右端为S极、左端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的右侧流入，所以铜片是水果电池的正极。 ③把导线两端的铜片和锌片互换，相当于把电源的正负极互换，则电流方向发生改变，产生的磁场的方向也改变，小磁针受到磁场力的方向会发生改变，故小磁针的偏转方向也改变。 15．（1）比较α1、α2的大小 （2）探究当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流强度是否有关 （3）B （4）不可行；[4][5]在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻也会随之改变，电路中的电流会发生变化，这样不符合控制变量法的要求，因此这样改变自变量的方法是不可行的。 【解析】（1）通过改变导体两端电压来改变电流大小，观察悬线偏转角度α1、α2的大小 ，比较二者大小可判断磁场给通电导体的作用力与电流是否有关，因为悬线偏转角度反映了磁场对通电导体作用力的大小。 （2）实验中控制磁场强度、导体在磁场中的长度不变，改变导体中的电流强度（通过改变电压实现），所以探究的是该科学问题。 （3）在实验中，为了准确反映导体棒受力情况与电流大小的关系，为了更好观察和比较，最好使导体棒向蹄形磁体的外部偏转，故小金的方法更好一些。 故B符合题意。 （4）探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度关系时，应控制磁场强度、电流强度等其他因素不变，而更换较长导体棒时电阻改变会导致电流改变，未控制好变量，不符合控制变量法。 16．（1）电流大小 （2）竖直向下 （3）A；B；C （4）不同的金属导体(不同长度、不同材料、不同形状的导体)或磁性强弱不同的磁体 【解析】（1）本实验中，保持磁场等其他条件不变，改变电流表示数（电流大小），观察压力传感器示数变化（反映磁场力大小），所以探究的是通电导体在磁场中受到磁场力的大小与电流大小的关系 。 （2）实验中，压力传感器示数随电流增大而增大，说明直铜棒对传感器的压力增大，根据力的作用是相互的，直铜棒受到的磁场力方向是竖直向下（使直铜棒向下压传感器 ） 。 （3）A、电磁弹射依靠电流调节，电流调节响应快，能使导体受力更均匀，从而让加速更均匀，蒸汽弹射受蒸汽产生和控制限制，难以做到，属于优势 。 B、电磁弹射通过调节电流等参数，可方便控制弹射力，便于根据舰载机重量等实现不同重量的弹射需求；蒸汽弹射调节相对复杂，可控性弱于电磁弹射，属于优势 。 C、电磁弹射能量转换主要是电能与机械能，转换效率高，且无蒸汽泄漏等损耗；蒸汽弹射存在蒸汽产生、传输中的损耗，能量转换效率低，属于优势 。 （4）为验证结论的普遍性，需改变实验中的变量，如更换不同的金属导体（改变导体材料、长度、形状等 ），或更换磁性强弱不同的磁体，进行多次实验，避免因单一导体、磁体导致结论片面 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $