第十七章 电动机与发电机 单元练-2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

第十七章电动机与发电机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，小灯泡发光。下列说法正确的是（    ） A．甲电机相当于电动机，其工作原理是电磁感应 B．甲电机相当于发电机，工作时将电能转化为机械能 C．乙电机相当于电动机，工作时将电能转化为机械能 D．乙电机相当于发电机，工作时线圈受到磁场力的作用 2．夜跑是大众喜欢的一项运动。某校开展为夜跑者设计并制作节能夜跑灯的项目化学习。提供材料：塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（如图甲，LED灯具有单向导电性，只有当电流从“+”极流入时，LED灯才会发光）。项目原理：节能夜跑灯结构如图乙所示。磁体在水管中会随着跑步者摆臂而来回移动，线圈缠绕在塑料水管外壳并与外部LED灯构成闭合电路。下列实验原理与其相同的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一圆柱体，管外绕着线圈。运动时，圆柱体在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。这个圆柱体可能是（　　） A．磁铁 B．铜 C．塑料 D．电池 4．小明把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（    ） A．甲电机将电能转化为机械能 B．乙电机转叶是甲电机转叶形成风带动 C．甲电机依据电磁感应来工作 D．乙电机是发电机 5．如图所示，将带绝缘层的导线绕在塑料管外，导线两端连接着小灯泡，形成闭合电路，管内有一强磁体。快速摇动此装置，发现小灯泡不断闪烁，下列说法正确的是（　　） A．该现象属于电流的磁效应 B．该现象与电动机原理相同 C．该现象与发电机原理相同 D．此过程将磁能转化为光能 6．如题图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来研究电磁感应现象中感应电流方向的问题，发现将磁铁快速向下运动时，指针向左偏转。保持起始位置不变的前提，下列可以使灵敏电流计指针向右偏转的操作是（   ） A．线圈不动，磁极反转后的磁铁快速向上运动 B．磁极反转后磁铁不动，线圈快速向下运动 C．磁极方向不变磁铁不动，线圈快速向上运动 D．线圈不动，磁极反转后磁铁快速向下运动 7．如图，闭合开关，左右平移导体棒ab，灵敏电流表指针随之偏转，据此现象发明了（    ） A．电动机 B．电磁起重机 C．发电机 D．动圈式扬声器 8．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 9．我国电磁弹射技术已实现从无到有从追赶到部分领跑的跨越，核心成果集中于福建舰。电磁弹射基本原理是“弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力使舰载机快速起飞”。图中能正确反映电磁弹射器工作原理的是（　　） A． B． C． D． 10．乘客坐地铁过安检时，工作人员会使用金属探测仪对乘客进行检查，乘客如果携带金属制品，探测仪就会产生电流并报警。如图所示的设备中工作原理与此相同的是（　　） A．司南 B．电磁起重机 C．扬声器 D．手摇发电机 二、填空题 11．一款新式手电筒如图所示，当沿着图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。其工作原理是手电筒中的导体做切割磁感线运动时，会产生______，这种现象叫______现象，该现象的发现者是______。 12．如图是电压表内部结构示意图，表头内部有一个磁铁和一个导电线圈，通电后，指针在磁力的作用下会旋转，其原理是___________，当电压表正负接线柱接反时，电压表指针反向偏转，说明受力方向与___________有关；该电压表有两个量程，若使用小量程，则应把导线接在图中___________两个接线柱上（填字母）。 13．如图所示，手压式自发电手电筒是户外出行的实用装备，按压手电筒上的按柄时，塑料齿轮带动铜丝线圈内的磁性飞轮高速旋转，从而产生电流点亮灯泡，该电流的产生是利用了______原理；若该手电筒工作时产生的电压为6V，相当于______节新干电池串联的电压。内部磁性飞轮的磁场会受到地球磁场的影响，地磁场的N极在地球的______极附近。 14．小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是_____（选填“甲”或“乙”），如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是________。 15．如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的___________，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为___________和内能。 三、实验题 16．小聪将一块磁铁靠近正在发光的白炽灯时，发现灯丝晃动了，他认为其原因可能是磁铁对钨丝有吸引作用。你认为灯丝晃动的原因是___________，请设计一个小实验来验证你的猜想：___________。 四、综合题 17．音乐喷泉是集声光电技术于一体的装置，它通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，控制水泵喷出水柱，形成喷泉。如图甲为控制喷泉工作的模拟电路，控制电路电源电压呈周期性变化（如图乙所示），定值电阻，，为具有特殊功能的电子元件，当时，电路中没有电流通过；当时，两端电压恒为6V。当线圈中通过的电流时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水。 (1)当时，电磁铁的上端为______（选填“N”或“S”）极。 (2)图甲中水泵主要部件是电动机，下列四幅图中与电动机工作原理相同的是______； A．电磁起重机 B．通电后，磁针转 C．扬声器 D．动圈式话筒 (3)喷泉喷出水柱在空中形成水雾，这水雾在空中飞舞______（选填“属于”或“不属于”）分子热运动； (4)时，线圈中通过的电流是______A； (5)当控制电路电源电压______V时，电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水。 (6)若要延长水泵喷水的时间，则应______（选填“增大”或“减小”）的阻值。 18．某国产品牌新能源汽车在日常行驶中可以利用动力电池（蓄电池）给电动机供电，纯电续航里程达200km；同时该车备有容积为56L的油箱，在电力不足时（低于20%），车载增程器（汽油机）启动，通过发电机发电驱动电动机工作，多余的电能对蓄电池充电，油电综合续航可达1100km左右。动力电池的容量为，额定电压为350V。求： (1)给蓄电池充电时将电能转化为________能储存起来；电动机工作原理是________________。 (2)该车的动力电池最多能储存的电能是多少J？ (3)“烧油发电驱动”模式时，能量转化过程如上图所示，车载增程器工作时的热效率为40%，发电机的发电效率为80%，汽油的热值为，此过程中1L汽油可以发电多少J？ 19．如图甲为SU7新型国产电动汽车，自带“动能回收系统” (1)“动能回收装置”可在刹车时带动发电机工作，将动能转化为______储存起来，从而延长续航里程，应用了原理______（或现象）； (2)图乙所示为汽车远、近光灯的自动控制模拟电路，汽车远、近光灯电控转换器K相当于电压表，闭合开关S，当光强（表示光的强弱程度的物理量，用字母表示，其单位为坎德拉，简写为cd）E≥3cd的光照射光敏电阻R时，汽车上使用的远光灯能自动切换为近光灯。电源电压恒为9V，定值电阻R0的电流与其两端电压的关系如图丙所示，光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系如下表，求： 光强E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 36 18 12 9 7.2 6 ①定值电阻R0的阻值； ②当光强E=3cd时，远光灯自动切换为近光灯时，此时电控转换器K两端电压是多少？电阻R0的功率是多少？ 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 C A A C C D C B A D 1．C 【详解】由图可知，右边的电路有电源，当右边电路开关闭合后，电源为乙的线圈提供电流，此时乙的线圈在磁场中受力转动，说明乙是电动机；电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力作用，工作时将电能转化为机械能。 乙转动的同时，会通过连接轴带动甲的线圈同步转动；由于甲内部也包含磁体和线圈，甲的线圈会随乙的转动在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，使小灯泡发光，故甲相当于一个发电机；发电机的工作原理是电磁感应现象，工作时将乙传递的机械能转化为电能，故ABD错误，C正确。 故选C。 2．A 【详解】节能夜跑灯中磁体移动使线圈切割磁感线产生电流，这是电磁感应现象。 A．图A中装置是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计的作用是判断电路中是否有电流的产生，此装置是用来探究闭合回路的部分导体在磁场中运动时是否会产生电流，此实验可以验证电磁感应现象，这与节能夜跑灯中磁体移动使线圈切割磁感线产生电流的原理相同，故A符合题意； B．图B中将通电导体置于磁场，观察导体的运动情况，可以用来探究通电导体在磁场中是否会受到力的作用，通过实验可以验证通电导体在磁场中会受到力的作用，与节能夜跑灯的工作原理不同，故B不符合题意； C．图C中两个通电线圈中插入铁芯，构成电磁铁，两个线圈属于串联电流相等，铁芯的大小也相等，线圈的匝数不同，可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，通电线圈能够产生磁场的原理是电流的磁效应，与节能夜跑灯的工作原理不同，故C不符合题意； D．图D中装置是在通电导线周围放置一个小磁针，观察小磁针的运动情况，可以探究通电导线周围是否存在磁场，该实验可以验证电流的磁效应，与节能夜跑灯的工作原理不同，故D不符合题意。 故选A。 3．A 【详解】根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能，所以这个圆柱体是磁铁，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．C 【详解】AC．用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来，甲电机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A错误，C正确； BD．甲电机转动，带动乙电机也转动，乙电机相当于电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，故BD错误。 故选C。 5．C 【详解】要使灯泡发光，必须有提供电能的装置，而装置中没有电源，故是通过来回快速摇动此装置提供电能，是把机械能转化为电能，是利用电磁感应现象制成的，与发电机的原理相同，故C正确，ABD错误。 故选C。 6．D 【详解】感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线运动的方向有关，磁场方向和切割磁感线运动的方向改变其中的一个，感应电流的方向将改变，如果二者同时改变电流方向不变。 A．线圈不动，磁极反转、磁铁快速向上运动，磁场方向和切割磁感线运动的方向同时改变，感应电流方向不变，故A不符合题意； B．磁极反转后磁铁不动，线圈快速向下运动，此时磁场方向和切割磁感线运动的方向同时改变，感应电流方向不变，故B不符合题意； C．磁极方向不变磁铁不动，线圈快速向上运动，磁场方向和切割磁感线运动的方向都不改变，感应电流方向不变，故C不符合题意； D．线圈不动，磁极反转后磁铁快速向下运动，只改变磁场方向，感应电流方向改变，故D符合题意。 故选D。 7．C 【详解】该实验装置是探究电磁感应现象的装置，利用电磁感应现象发明了发电机。 故选C。 8．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. 9．A 【详解】由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。 A．图中导体中有电流通过时，在磁场中会发生运动，说明通电导体在磁场中受力而运动，是电动机原理，故A符合题意； B．图中是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B不符合题意； C．图中是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，利用电流的磁效应，故C不符合题意； D．图中导体切割磁感线时，电流计的指针发生偏转，电路中有电流，是电磁感应现象，故D不符合题意。 故选A。 10．D 【详解】当线圈靠近金属制品时，在金属物体中产生电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，在线圈中会产生电流，故探测器采用了电磁感应原理。 A．司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有指南北的性质，故A不符合题意； B．电磁起重机是利用电磁铁工作的，其原理是电流的磁效应，故B不符合题意； C．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意； D．手摇发电机的原理是电磁感应，故D符合题意。 故选D。 11． 感应电流 电磁感应 法拉第 【详解】[1][2][3]当沿着图中箭头方向来回摇动手电筒时，手电筒中的导体做切割磁感线运动时，产生感应电流，灯泡就能发光，这是电磁感应现象；该现象的发现者是英国物理学家、化学家法拉第，他又被誉为“电学之父”和“交流电之父”。 12． 通电导体在磁场中受到力的作用 电流方向 A、B 【详解】[1]电压表内部的磁铁形成磁场，当电流通过线圈时，线圈会在磁场中受到力的作用而旋转，从而带动指针指示电压值。所以电压表的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 [2]当电压表正负接线柱接反时，电流从负极流入，正极流出，线圈中的电流方向改变，指针反向偏转，说明受力方向与电流方向有关。 [3]电压表有两个量程，指针指在电压表同一位置时，所以测得电压不同，但指针偏转角度相同，即该线圈受到磁场力的作用相等，而磁场没有发生改变，说明通过的电流相同，由可知，所测电压小时，电路电阻较小，所测电压大时，电路电阻较大，由图可知，若使用小量程，应把导线接在图中A、B两个接线柱上。 13． 电磁感应 4 南 【详解】[1]由题意可知，按压手电筒上的按柄时，通过塑料齿轮带动铜丝线圈内的磁性飞轮高速旋转，线圈切割磁感线产生感应电流，故可知利用了电磁感应原理。 [2]一节新干电池的电压为1.5V，则6V的电压相当于4节新干电池串联的电压。 [3]地磁场的N极位于地理南极附近，地磁场的S极位于地理北极附近。 14． 甲 将电源正负极对调 【详解】[1]在此过程中，将电能转化为机械能的装置是甲，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。 [2]通电导体受到的磁力方向与磁场方向、电流方向有关。如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是将电源正负极对调，改变电流中的电流方向。 15． 电流方向 机械能 【详解】[1]在直流电动机的工作过程中，为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。 [2]直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时是把电能转化为机械能和内能。 16． 见详解 见详解 【详解】[1]当磁铁靠近正在发光的白炽灯时，灯内的灯丝晃动了，其原因是通电导体在磁场中会受到力的作用。 [2]要想验证上述说法，可以将磁铁靠近未通电的白炽灯，观察灯丝是否晃动。 17．(1)S (2)C (3)不属于 (4)4.5 (5)10 (6)减小 【详解】（1）由图甲可知，当时，电流从螺线管的上端流入，下端流出，由安培定则可知，通电螺线管的上端为S极。 （2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 A．电磁起重机利用电流的磁效应原理工作的，故A不符合题意； B．通电后，小磁针转动，说明电流周围存在磁场，故B不符合题意； C．扬声器工作时通电线圈在磁场中受到力的作用而运动，带动纸盆振动发声，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故C符合题意； D．动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理工作的，故D不符合题意。 故选C。 （3）喷泉喷出水柱在空中形成水雾，水雾是小的水滴，不是分子，故水雾在空中飞舞属于微小物体在做机械运动，不属于分子的热运动。 （4）由图可知，闭合开关，控制电路的两个电阻串联，当时，E两端电压恒为6V，时，由图乙可知，电源电压为15V，串联电路电压特点可知，电阻R1两端的电压为 串联电路各处电流相等，由欧姆定律可知，此时线圈中通过的电流为 （5）由图甲可知，R1与E串联，当线圈中电流时，电磁继电器衔铁被吸下，由串联电路电流的特点可知，衔铁刚好被吸下时电路的电流为2A，则R1两端的电压为 当时，UE保持为6V不变，所以 （6）由于当线圈中通过的电流时水泵启动喷水，E两端电压恒为6V，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，若要延长喷水时间，应减小R1的阻值，会使控制电路中电流达到2A的时间变长。 18．(1) 化学 通电线圈在磁场中受力转动 (2) (3) 【详解】（1）[1]向蓄电池充电时，电池内部发生化学变化，这是将电能转化为化学能。 [2]磁场会对其内部的通电导体产生力的作用，因此通电线圈在磁场中会受力转动，这就是电动机的工作原理。 （2）该车的动力电池最多能储存的电能为 （3）1L汽油完全燃烧放出的热量为 车载增程器工作时获得的机械能为 发电机发出的电能为 19．(1) 电能 电磁感应现象 (2)①6Ω；②3V；1.5W 【详解】（1）[1][2]“动能回收装置”可以在刹车时实现动能回收进行发电，这是发电机的原理，是电磁感应现象，此过程中将动能转化为电能储存起来。 （2）①由丙图可知，R0的电流与其两端电压成正比，所以定值电阻R0的阻值为 ②由实物电路可知，两电阻串联。当光强E=3cd时，由表中数据可知，光敏电阻的阻值为R=12Ω，此时远光灯自动切换为近光灯，根据串联正比分压可得，，代入数值得，，解得U0=3V，即电控转换器K两端电压为3V。 电阻R0的功率为 学科网（北京）股份有限公司 $