17.2 电动机转动的原理 同步练习-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．如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（   ） A．铁钉中电流的方向是从底部指向尖端 B．铁钉和磁铁转动时，机械能转化为电能 C．电路中电流较大，不能长时间进行实验 D．若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动 2．在直流电动机结构中，换向器的作用是（　　） A．改变磁感线的方向 B．改变线圈的转动方向 C．改变线圈中的电流方向 D．使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 3．如图是某款洗衣机，它的铭牌标有“220V  150W”，其核心部件为一高速电动机。下列说法正确的是（　　）     A．电动机的原理是磁场对通电导体有力的作用 B．洗衣机正常工作时，10s内会产生1500J的热量 C．洗衣机只能在220V的电压下工作 D．电动机线圈的电阻为R，正常工作时电压和电流分别为U、I，则 4．如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（   ） A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动 5．下列关于电学知识错误的是（   ） A．玻璃棒与丝绸摩擦时，电流方向从丝绸流向玻璃棒 B．家用保险丝烧断时不可以用铜线临时替代 C．直流电动机通电后，改变电流方向，转动方向会改变，所以电流表接线柱反接时指针会反偏 D．加在导体两端的电压越大，通过导体的电流越大，导体的电阻越小 6．通电线圈在磁场中会转动，但摆动几下后停在某一位置。这个位置是（　　） A．不受磁场力的位置 B．受平衡力的位置 C．电路中无电流的位置 D．线圈所在平面与磁感线平行的位置 7．直流电动机中换向器的作用是（　　） A．改变线圈的转动方向 B．改变磁感线的方向 C．改变线圈中的电流方向 D．改变线圈中的电流大小 8．下图是直流电动机的模型示意图，闭合开关后线圈顺时针转动。现要增大线圈顺时针转动的速度，下列方法可行的是（   ） A．减小电路中的电流 B．对调电源正、负极 C．对调磁极位置同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁体 9．将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端，与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（   ） A．线框会转动是由于电荷间的相互作用 B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率 C．若线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框无法转动 D．若磁铁吸附在电池负极的是极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 10．如图所示，把导体棒ab放在U形磁体产生的磁场中，闭合开关，导体棒ab中有电流通过，导体棒ab受到向右的作用力F。若欲使ab受力方向向左，可行的办法是（　　） A．使通过ab的电流方向反向 B．改变磁场的强弱 C．增大电源电压 D．同时改变通过ab的电流方向和磁场的方向 二、填空题 11．抗日神剧中出现了如图甲所示的竹筒迫击炮，点燃火药后，能将前面的一捆竹子发射出去，这相当于热机的_____冲程；如图乙所示是现代的电磁轨道炮，发射时，通过磁场与电流的相互作用，将弹丸以极高的速度发射出去。电磁轨道炮的发射原理是_____。 12．如图-1所示，摩擦过的气球可以吸引空易拉罐，说明了带电体具有________________的性质。如图-2所示是简易棉花糖机的示意图；取少量蔗糖置于侧壁扎有小孔的易拉罐内，闭合开关S，电动机带动易拉罐转动，并用酒精灯对易拉罐底部加热，可以制成糖絮；为了改变电动机的转速，应在电路中串联一个_________。如图-3所示是用易拉罐做的氢气与空气混合的爆炸实验；在易拉罐的顶部开一小孔，收集氢气期间用棉花堵住小孔，收集完毕后拿掉棉花团，用点燃的小木条点燃小孔处的氢气，易拉罐内的氢气立即爆炸，易拉罐向上飞起。这一过程是因为氢气具有可燃性，且___________较大，燃烧后放出大量的热量，这一过程与内燃机的___________冲程能量转化情况相同。 13．如图是小明家装修时的情景，小明看到墙壁上的电线，推测：通电时，相互平行的两根电线之间可能有相互作用力。他作出此推测依据的两条电与磁关系原理是： ①存在磁场；②磁场对通电导体_________。 14．如图，向_________移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度就增大，说明磁场对通电导体的作用力大小与磁场的强弱有关；向_________移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度也增大。 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。 制作简易直流电动机 在制作小电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约的矩形线圈，从线圈的两端各拉出约，然后用小刀刮两端引线的漆皮，如图，用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上，两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块永磁体。通电的线圈周围会产生磁场，变成一个电磁铁。这个电磁铁的下端（靠近永磁体的一端）会与底座上的永磁体产生吸力或斥力，推动线圈旋转。当线圈因惯性转过半圈后，刮的绝缘漆部分转到与支架接触的位置，电路自动断开。此时线圈依靠惯性继续转动。当刮光部分再次接触支架时，电路重新接通，并获得下一次推力。如此反复的“通电—推动—断电—惯性—再通电”循环，就使得线圈持续旋转下去。 (1)线圈在转动过程中将___________能转化为___________能。 (2)实验中增加一节干电池后，发现线圈的转速变快，说明线圈的转速与___________有关。 (3)接通电源后，发现线圈不转动，写出一条可能让线圈转动起来的措施：___________。 四、综合题 17．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？ 18．如图为新型纯电动公交车，已知该车满载时的总质量为12000kg，轮胎与地面的总接触面积为0.4m2，在一次测试中，公交车在水平路面上以40km/h的速度匀速行驶了0.25h，行驶过程中受到的阻力为车总重的0.05倍。（g取10N/kg）求： (1)公交车匀速行驶时，以座椅为参照物，司机是______的。电动公交车电动机的工作原理是______。 (2)公交车满载静止在水平地面时，对地面的压强是多少？ (3)公交车在匀速行驶过程中，牵引力所做的功是多少？ (4)若该品牌公交车在这次测试中消耗的电能为，求该品牌公交车发动机的效率。 19．在互联网时代，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。甲是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，其中热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象如图乙所示，请回答以下问题： (1)闭合开关S1时，电磁铁d端为___________极，为使温度升高到报警温度时发出报警信息，开关c应与触点___________（选填“a”或“b”）相接通； (2)该报警器的控制电路的心脏是电磁铁，下列实验中与其工作原理相同的是___________（选填序号）； (3)若通过电磁铁线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，直流电源U1为18V，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，则滑动变阻器最大阻值不能小于___________Ω。在其它条件不变的情况下，控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致报警温度比原来设定的温度___________（选填“高”或“低”）。若此时将滑动变阻器向___________（选填“左”或“右”）移动，可达到原来的报警温度。 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 C C A A D B C D D A 1．C 【详解】A．电流从电池正极流出，经铁钉尖端流向底部，因此铁钉中电流方向是从尖端指向底部，故A错误； B．电动机工作时是电能转化为机械能，不是机械能转化为电能，故B错误； C．题目中提到“整个实验电路电阻较小”，根据 ，电路中电流较大，长时间通电会导致电池发热甚至损坏，因此不能长时间实验，故C正确； D．将磁铁的上下磁极调换，磁场方向改变，受力方向也会改变，因此转动方向会改变，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】根据物理常识可知，在直流电动机中，换向器的作用就是在线圈转动时，可以自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈能够持续转动，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．A 【详解】A．电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用，通电后导体在磁场中受力运动，从而带动电动机转动，故A正确； B．洗衣机的核心部件是电动机，电动机工作时将电能主要转化为机械能，还有一小部分内能，洗衣机正常工作10s消耗的电能 所以产生的热量远远小于1500J，故B错误； C．洗衣机的铭牌标有“220V  150W”，表示其额定电压为220V，额定功率为150Ｗ，故洗衣机在220V的电压下能正常工作，略低于或高于额定电压时也能工作，故C错误； D．电动机是非纯电阻用电器，正常工作时电能不仅转化为内能，还转化为机械能，欧姆定律不适用，故D错误。 故选A。 4．A 【详解】电动机线圈转动的方向与电流的方向和磁场的方向有关，根据图示结合可知，甲中线圈ab边和cd边电流方向相反，磁场方向相同，所以ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，又因为电流大小相同，所以受力大小也是相等的，故这两个力不是一对平衡力，所以甲中线圈转动；乙中线圈处于平衡位置，线圈中上、下两条边受到的磁场力的方向相反，大小相等，且作用在一条直线上，是一对平衡力，故乙中线圈不会转动，故A正确，BCD均错误。 故选A。 5．D 【详解】A．玻璃棒与丝绸摩擦时，电子从玻璃棒移到丝绸，电流方向与电子定向移动方向相反，故A正确； B．家用保险丝要求熔点低，但铜丝熔点高，故不可以替代保险丝接入电路，故B正确； C．直流电动机的转动方向与电流方向有关，改变电流方向，转动方向会改变；电流表的指针偏转方向也与电流方向有关，接线柱接反时指针会反偏，故C正确； D．导体的电阻与电流和电压无关，故D错误。 故选D。 6．B 【详解】给线圈通电，线圈会发生转动，转动到某一位置时，不能继续转动下去，而是摆动几下后就停下来，这是由于这一位置时线圈两边受到的力的大小相等，方向相反，并与线圈在同一个平面上，使线圈受力平衡，我们把这个位置称为线圈的平衡位置，故B符合题意，A、C、D不符合题意。 故选B。 7．C 【详解】A．线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，换向器仅改变电流方向，并非直接改变转动方向，故A错误； B．磁感线方向由磁体决定，换向器无法改变，故B错误； C．当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续向同一方向转动，故C正确； D．电流大小由电源电压、电路电阻决定，换向器不改变电流大小，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】线圈转动的快慢与电流的大小和磁场的强弱有关；且电流越大、磁场越强，线圈受到的力越大，转动的速度越快； A．减小电路中的电流，会使线圈的转速变慢，故A不符合题意； B．对调电源正、负极，只改变电路中电流的方向，线圈会逆时针转动，转速不变，故B不符合题意； C．对调磁极位置同时改变电流方向，线圈转动方向和转速均不变，故C不符合题意； D．换用磁性更强的磁铁，磁场变强，线圈的转速加快，故D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】A．通电导体在磁场中会受到力的作用，所以线框会转动是由于受到磁场力的作用，故A错误； B．本题模型为简易电动机，电动机将电能主要转化为机械能，极少部分转化为内能，所以电路中的热功率小于线框旋转的机械功率，故B错误； C．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，与磁铁接触良好的一侧的线圈有电流通过，受到安培力作用，仍然能使线框转动，故C错误； D．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，磁铁下端为N极，则外部磁感线由N极出发，回到S极并指向线框轴，电流方向沿线框由正极流向负极，根据左手定则，左侧线框受力方向向外，右侧线框受力方向向内，从上向下看，线框将做逆时针转动，故D正确； 故选D。 10．A 【详解】A．通电导线在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关，故使通过ab的电流方向反向，可以改变ab受力方向，故A符合题意； B．改变磁场的强弱只能改变ab受力的大小，无法改变方向，故B不符合题意； C．增大电源电压，增大电流，从而改变ab受力的大小，无法改变方向，故C不符合题意； D．同时改变通过ab的电流方向和磁场的方向，则ab受力的方向不变，故D不符合题意。 故选A。 11． 做功 通电导线在磁场中受到力的作用 【详解】[1]点燃火药将竹子发射出去，火药的内能转化为竹子的机械能，相当于热机的做功冲程。 [2]根据电与磁的关系可知，通电导线在磁场中受到力的作用，电流和磁场越大，受到的力越大。电磁轨道炮可以将弹丸以极高的速度发射出去，故电磁轨道炮的发射原理是通电导线在磁场中受到力的作用。 12． 吸引轻小物体 滑动变阻器 热值 做功 【详解】[1]摩擦后的气球会带有一定量的电荷，带电体具有吸引轻小物体的性质，当气球靠近空的易拉罐时易拉罐会向气球一侧滚动。 [2]如图-2可知，电路是一个只有电动机的简单电路，为了能改变电动机的转速，需改变其两端的工作电压，即可在电路中串联一个滑动变阻器。 [3][4]氢气是可燃性气体，热值比较大，所以用点燃的小木条点燃小孔处的氢气，易拉罐内的氢气立即剧烈燃烧爆炸，使得易拉罐内空气迅速膨胀，向下喷出，从而使易拉罐向上飞起，这个过程中氢气燃烧释放的内能转化为易拉罐的机械能与内燃机的做功冲程的能量转化情况相同。 13．有力的作用 【详解】若给墙上的两根平行的电线同时通电，由于通电导线周围有磁场，即两个导线周围都有磁场，且都彼此处于对方的磁场中，再根据磁场对通电导线有力的作用的原理可知，通电时它们之间可能有相互作用力。 14． 右 左 【详解】[1]由图可知，左侧构成了电磁铁，滑动变阻器可以改变电路电流，从而改变其磁场的强弱。滑动变阻器R1的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，导线AB受力摆动幅度增大，说明磁场对通电导体的作用力与磁场的强弱有关。 [2]由图可知，右侧是通电导线在磁场中受力，其受力的大小与磁场的强弱和电流的大小有关；滑动变阻器R2的滑片向左移动，导线中电流增大，导线AB受力摆动幅度增大。 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) 电 机械 (2)电流大小 (3)换磁性更强的永磁体 【详解】（1）[1][2]线圈转动过程中，消耗电能，通电的导体在磁场中受力的作用而运动，因此线圈在转动过程中将电能转化为机械能。 （2）增加一节干电池后，电路中的电压变大，电路中电阻不变，由可知，电路中的电流变大，线圈的转速变快，说明线圈的转速与电流大小有关。 （3）接通电源后，线圈不转动，可能是由于线圈受到的力太小，永磁体的磁性太弱可能会导致线圈受到的力太小，因此可能让线圈转动起来的措施是换磁性更强的永磁体。 17．(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 18．(1) 静止 通电导体在磁场中受到力的作用 (2)3×105 Pa (3)6×107 J (4)50% 【详解】（1）[1]公交车匀速行驶时，以座椅为参照物，司机相对于座椅的位置没有发生变化，所以是静止的。 [2]电动公交车电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （2）汽车满载时，对水平路面的压力 对水平路面的压强为 （3）根据可得，公交车行驶的路程 公交车行驶过程中受到的阻力 公交车在匀速行驶过程中，牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力 则牵引力所做的功 （4）发动机的效率： 19．(1) S（南） a (2)A (3) 1220 高 右 【详解】（1）[1]由图甲控制电路部分可知，电流从电磁铁右边流入，根据右手螺旋定则可知，电磁铁左端为N极，右端为S极，即d端为S极或南极 [2]由图乙可知，热敏电阻阻值随着温度的升高而减小，在控制电路中，热敏电阻与电磁铁以及滑动变阻器串联，所以当温度升高，热敏电阻阻值减小，即控制电路中电流增大，电磁铁磁性增强，会将铁皮吸住从而与d接触，因此为使温度升高到报警温度时发出报警信息，开关c应与触点a接触。 （2）电磁铁工作原理是电流的磁效应（电生磁）。 A．是奥斯特实验（通电导线旁小磁针偏转），是电流的磁效应 ，故A符合题意； B．是磁体周围存在磁场从而使小磁针指向特点方方向，是磁极间相互作用，故B不符合题意； C．是电动机的原理，即通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意。 故选A。 （3）[1][2][3]由图乙可知，当温度为60℃时，热敏电阻阻值，当电流为 刚好报警，则根据欧姆定律可得，此时控制电路总电阻为 根据串联电路电阻规律可得滑动变阻器此时接入电路的阻值 即滑动变阻器最大阻值不能小于。 若电源电压降低，但报警电流是不变的，即控制电路总电阻减小，若不调节滑动变阻器，则热敏电阻的阻值会变小，即报警温度将比原来更高。若要报警温度不断，即热敏电阻阻值不变，则滑动变阻器接入电路的阻值应减小，如图甲，滑动变阻器滑片应向右滑动。 学科网（北京）股份有限公司 $