20.4 电动机 课堂练习-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

20.4电动机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．近年来，我国科技取得了巨大成就，下列分析不合理的是（　　） A．四川舰上的电磁弹射系统工作原理与电动机相同 B．人形机器人对舞台的压力大小等于地面对它的支持力大小 C．运﹣20大型运输机获得的升力利用了流体压强与流速的关系 D．天宫二号由近地点向远地点运动时重力势能减小，动能增加 2．如图所示，下列说法正确的是（    ） A．利用图甲的实验结论可以解释电铃的工作原理 B．图乙装置可用来探究发电机工作的原理 C．图丙装置可用来探究条形磁铁周围磁场的方向 D．在图丁的装置中，当夹子向左移动时，灯泡会变的越来越暗 3．如图所示，下列描述正确的是（　　） A．图甲，描述的是同名磁极间的磁感线 B．图乙，地球是一巨大的磁体，它的磁场分布与如图放置的条形磁铁相似 C．图丙，放在通电螺线管上方的小磁针静止时，小磁针左侧为N极 D．图丁，该实验装置能够说明发电机的原理 4．电是无声的万能之手，点亮文明每个角落，驱动万物有序运转，从指尖微光到城市动脉，电流编织着现代文明的神经网络，将人类文明推入永不停歇的加速轨道。下列与“电”相关的应用，说法正确的是（　　） A．甲图：电磁弹射车模型加速启动原理与生活中发电机的工作原理是相同的 B．乙图：在电动汽车集中充电站中的每一个充电桩上都应安装充电保险装置 C．丙图：电热水壶正常工作1min可使“600imp/kW·h”的电能表闪烁300次 D．丁图：全自动洗衣机进水阀门通过如图所示的电流时，电磁铁上端为极 5．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 6．如图所示，下列有关电与磁的知识，说法正确的是（　　） A．甲图的奥斯特实验说明磁能生电 B．乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求 C．丙图中工作时能量转化是机械能转化为电能 D．丁图中用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，说明丝绸对电子束缚能力强 7．如图是某同学自制的简易热机模型，在易拉罐内装适量水，在瓶口密封安装一根吸管，吸管正对着小风扇。当点燃下方的蜡烛后，可以看到吸管前方的小风扇转动起来。下列原理与其相同的是（　　） A．手摇发电机 B．点燃蜡烛后走马灯会转动 C．向下压缩引火仪 D．铜线圈转动 8．现代生活离不开电。电动机在生产和生活中有着广泛地应用，其原理是通电导体在磁场中受到磁场力的作用而运动。下列四幅图中的用电器工作时能符合电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 9．物理课上同学们制作简易的电动机，一位同学把一段漆包线绕成矩形线圈，用小刀刮掉两端引线的漆皮，用硬金属丝做两个支架，固定在木板上，木板上放一块磁体，把线圈放在支架上，如图所示。将两个支架分别与电池的两极相连，给线圈通电后，线圈开始转动，来回摆动几次就停下了。下列说法正确的是（　　） A．线圈在磁场中没有受到力的作用 B．线圈能否持续转动和线圈匝数多少有关 C．将电池的两极相互对调就能使这个简易的电动机持续转动起来 D．将线圈左端漆皮全部刮掉，右端漆皮只刮半周，线圈就能持续转动 10．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 二、填空题 11．如图甲所示是实验室常用的电流表，它的内部结构如图乙所示，线圈与接线柱相连接。当线圈中有_________通过时，线圈就会带动指针转动，其原因是_________。 12．将强磁体靠近正在发光的白炽灯，观察到白炽灯的灯丝晃动，这说明_____________，由此原理可以制成____________。（选填“电动机”、“发电机”）。 13．如图甲所示的演示实验是________（选填“电动机”或“发电机”）的工作原理；如图乙是通电电磁铁的磁极，请判断电源的正极在________（选填“A”或“B”）端。 14．如图甲所示为某物理小组制作出的神奇的转框，将金属线弯成一个线框，与干电池和吸附在干电池上的圆柱形金属磁体分别接触，这样金属框就可以绕电池持续转动，图乙为该实验装置的电路示意图。转框可用的金属材料是______；若想使转框反方向旋转，可采取的措施是______。 15．观察自然现象．通过实验探究揭示其物理原理，并应用于生产与生活，这是科学学习的基本方法和目的。请仿照示例，再写出一个九年级所学的物理知识及对应的现象或应用。 物理知识：电流通过导体产生热量            现象或应用：养鸡场利用电热孵化器孵小鸡 物理知识：______                            现象或应用：______ 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．“龙骨水车”是我国非物质文化遗产，某学习小组以“揭秘并制作龙骨水车模型”为主题，开展跨学科实践活动。 【活动任务】了解并制作简易“龙骨水车”。 【任务分解】 （一）查阅资料，了解“龙骨水车”的工作原理； （二）组装简易“龙骨水车”模型，并改进驱动方式。 【实施过程】 （一）查阅资料，了解“龙骨水车”的工作原理。 “龙骨水车”是一种历史悠久的灌溉农具，相当于现代的抽水机，其结构如图甲所示。车身是木板制成的水槽。车头和车尾各装有一个木齿轮，车尾装小轮，车头装大轮，大轮连着拐木，木链条上装有刮水板，并套在两个木齿轮上如图乙，水车灌溉时，小轮及刮水板浸入低处的水中，用力转动拐木，使大轮转动，带动木链条和小轮转动，水槽内刮水板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。 若某龙骨水车的大轮上有8根辐条，如图丙所示，木链条上装有60块刮水板。平均每块刮水板每次能运进0.5kg的水。 (1)使用时，人对拐木施加力的作用，使大轮转动，相当于在使用一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)刮水板匀速刮水上行时，水的______能增大； (3)插秧时，稻田里的水深比较合适。现有一亩地，水深为1cm，农民伯伯需用该龙骨水车给稻田蓄水，已知稻田和江面的高度差为3m，他以100W的功率转动拐木，可使大轮以的转速匀速转动，待运水稳定后，每分钟能运送______ kg的水。若将水蓄至4cm深，约需______min； （二）组装简易“龙骨水车”模型，并改进驱动方式。 学习小组利用老师提供的模型组件，按照说明书组装“龙骨水车”模型，如图丁所示，并为“龙骨水车”模型安装智能驱动，简化的驱动电路如图戊所示，R为电阻箱，闭合开关和，当光照充足时，太阳能电池为电动机供电，驱动水车；光照不足时，干电池为电动机供电，驱动水车。 (4)电动机的工作原理是：通电线圈在______中受到力的作用； (5)根据设计要求，需将干电池和太阳能电池板分别安装在图戊中的a、b位置，则a处应该安装______； (6)已知电动机的驱动电压为，由于太阳能电池板的输出电压受光照强度影响，当光照强度减弱，太阳能电池板的输出电压过低，通过电磁铁的电流小于时，则需启动干电池供电。若电磁铁的线圈电阻忽略不计，则电阻箱R的阻值至少应调为______； 【交流与评价】 小组根据上述方案，制作了“龙骨水车”模型并进行展示。当用手转动拐木，模拟龙骨水车工作时，发现木链条容易掉落；用电动机驱动时，发现在不同光照条件下，均能带动水车转动； (7)请结合展示过程，并根据以下评价量表选择一个维度对该模型进行评价______。 评价维度 合格 待改进 结构和功能 结构牢固，能模拟水车工作过程 结构不牢固，基本能模拟水车工作过程 驱动方式 有两种驱动方式 只有一种驱动方式 智能化 能自动选择供电方式 需手动选择供电方式 18．电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示，最大起飞质量2t，5座设计，最大巡航速度200km/h，核心模组100%国产化。 (1)它的动力装置主要是电动机，能够反映它工作原理的是______。（填序号） (2)空中出租车机翼横截面的形状应设计成（　　） A． B． C． D． (3)某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游，用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短多长时间？ (4)若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg） (5)它静止时与水平地面的总接触面积为0.04m²，以最大起飞质量静止在水平地面，对地面的最大压强是多少？ 19．“福建舰”是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，配置了电磁弹射系统。电磁弹射系统是舰载机起飞装置，它利用强大的电流和磁场推动飞机高速前进，直至起飞。电磁弹射储备能量一次为，只需可将能量的60%释放将舰载机加速到约的起飞速度。某架歼隐身舰载机的起飞质量为，静止时与地面的总接触面积为。 (1)电磁弹射系统的主要工作原理类似于_________（选填“热机”、“发电机”或“电动机”），其主要过程是将储备的能量转化为_________能。 (2)航空母舰上该歼隐身舰载机静止在水平甲板上时对舰面的压强为多少？ (3)电磁弹射系统对舰载机做功的平均功率为多大？ 学科网（北京）股份有限公司 《20.4电动机》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A C B A D B C D A 1．D 【详解】A．电磁弹射和电动机的工作原理均是磁场对通电导线有力的作用，故A不符合题意； B．人形机器人对舞台的压力和地面对它的支持力是一对相互作用力，等大反向共线，故B不符合题意； C．飞机的升力都是利用了空气流速大的位置压强小的特点，故C不符合题意； D．天宫二号由近地点向远地点运动时，动能转化为重力势能，因此动能减小，重力势能增加，故D符合题意。 故选D。 2．A 【详解】A．图甲通常是演示电流磁效应的实验装置，闭合开关，通电导线周围产生磁场，使小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。电铃是利用电流的磁效应工作的，所以利用图甲的实验结论（通过电流有磁性，断电时无磁性）可以解释电铃的工作原理，故A正确； B．图乙电路中有电源，该图是通电导体在磁场中受力的实验，利用此装置原理制造了电动机，故B错误； C．由丙图可知，条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱，不能看到磁场的方向，故C错误； D．图丁装置中，夹子和铅笔芯组成滑动变阻器，当夹子向左移动时，铅笔芯接入电路的长度变短，电阻变小。根据欧姆定律可知，电源电压不变，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，所以灯泡的实际功率变大，灯泡会变得越来越亮，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】A．由于磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极，图中为两个N极，所以磁感线都是指向外的，故A错误； B．地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场，它的磁场分布与条形磁铁相似，但磁铁的北极在地理南极附近，故B错误； C．电流是从螺线管的左端流入右端流出，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极，根据同名磁极相互排斥知，小磁针的左端是N极，故C正确； D．图中有电源，演示的是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机原理图，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．甲图：电磁弹射车模型加速启动原理与生活中电动机的工作原理是相同的，都是利用通电导体在磁场中受力的作用工作的，故A错误； B．乙图：为了用电安全，在电动汽车集中充电站中的每一个充电桩上都应安装充电保险装置，故B正确； C．丙图：电热水壶的电功率约为1000W，由得，电热水壶正常工作1min消耗的电能约为 可使“600imp/kW·h”的电能表闪烁 故C错误； D．丁图：全自动洗衣机进水阀门通过如图所示的电流时，即电流从电磁铁上端流入，由右手螺旋定则得，电磁铁下端为极，故D错误。 故选B。 5．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。 6．D 【详解】A．甲图的奥斯特实验说明电能生磁，使小磁针发生偏转，故A错误； B．乙图中的开关应接在火线和灯泡之间，这样可防止触电现象发生，故B错误； C．丙图中，有电源，闭合开关，导体棒在磁场中就会运动，将电能转化为机械能，故C错误； D．丁图中用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是由于丝绸对电子束缚能力强，得到电子，而玻璃棒对电子的束缚能力弱，失去电子带正电，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】当点燃下方的蜡烛后，蜡烛燃烧将化学能转化为内能，可以看到吸管前方的小风扇转动起来，此时内能转化为小风扇的机械能。 A．手摇发电机利用电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A不符合题意； B．点燃蜡烛后走马灯会转动，蜡烛燃烧将化学能转化为内能，内能转化为走马灯的机械能，故B符合题意； C．向下压缩引火仪，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．铜线圈转动，是由于通电导体在磁场中受力的作用，将电能转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 8．C 【详解】现代生活离不开电。电动机在生产和生活中有着广泛地应用，其原理是通电导体在磁场中受到磁场力的作用而运动。 A．煤气灶是利用燃料燃烧获得内能，故A不符合题意； BD．电熨斗和电饭煲都是利用电流的热效应工作的，故BD不符合题意； C．电风扇是利用通电导体在磁场中受到磁场力的作用工作的，故C符合题意。 故选C。　 9．D 【详解】A．线圈通电后开始转动，说明线圈在磁场中受到了力的作用，故A错误； B．线圈匝数多少主要影响线圈受力的大小，匝数越多，受力越大，转动可能更有力，但这不能解决线圈转过平衡位置后受力方向不改变的问题，因此与能否持续转动无直接关系，故B错误； C．将电池的两极相互对调，只是改变了线圈中初始的电流方向，从而改变了线圈初始的转动方向，但同样不能解决转过平衡位置后受力方向的问题，线圈依然无法持续转动，故C错误； D．将线圈左端漆皮全部刮掉，右端漆皮只刮半周，这样就构成了一个简易的换向器。 当线圈转动的前半周，电路接通，线圈受磁场力作用而转动；当线圈转过平衡位置，进入后半周时，右端未刮掉漆皮的绝缘部分与支架接触，电路断开，线圈中没有电流，不再受磁场力作用，依靠惯性继续转动。 如此一来，线圈每转动一周，只在半周内通电受力，另外半周靠惯性转动，保证了线圈所受的力矩方向在每半个周期内总能驱动线圈朝同一个方向转动，从而实现持续转动，故D正确。 故选D。 10．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。 11． 电流 通电线圈在磁场中受力转动 【详解】[1]电流表的线圈与接线柱相连，当线圈中有电流通过时，才会在磁场中受到力的作用。 [2]由题意和图示可知，电流表是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，线圈转动时带动指针偏转，从而产生示数。 12． 通电导体在磁场中受到力的作用 电动机 【详解】[1][2]正在发光的白炽灯的灯丝中通有电流，当强磁体靠近时，灯丝晃动，说明通电导体在磁场中受到力的作用。这一原理是电动机的工作基础。 13． 电动机 B 【详解】[1]如图装置中，通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，反映了电动机的工作原理。 [2]如图，电磁铁左端为N极，根据右手螺旋定则可知，电流从右端流入、左端流出，所以电源正极在B端。 14． 铜/铝 对调干电池的正负极/对调磁铁的 N、S 极 【详解】[1]这个装置的原理是通电导体在磁场中受力转动，因此金属框需要导电，才能形成闭合回路，让电流通过。同时还要注意：不能用铁、镍等材料，这种材料会被磁铁吸引，而无法转动。所以，制作该金属框可以选择的导电金属有：铜或铝等。 [2]通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。因此，要改变转框的旋转方向，可以采取以下措施：对调干电池的正负极，从而改变电路中的电流方向；或对调磁铁的 N、S 极，从而改变磁场的方向。 15． 通电导体在磁场中受到力的作用 扬声器发声 【详解】[1][2]物理知识：通电导体在磁场中受到力的作用。现象或应用：扬声器发声就是利用了这一原理。扬声器内部有一个永久磁铁和一个线圈，当音频电流通过线圈时，线圈会在永久磁铁的磁场中受到力的作用而振动，从而带动纸盆振动发出声音。电动机也是基于此原理工作，通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能。（合理即可） 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)省力 (2)机械 (3) 80 250 (4)磁场 (5)干电池 (6)15 (7)该模型待改进 【分析】第（3）问中，根据转速与辐条数量可得每分钟运水质量及体积，根据需要的体积进行比值计算即可计算运水所需时间。 第（5）问中，衔铁吸下时，光敏电阻在b的电路中，根据光照充足时，太阳能电池为电动机供电，驱动水车即可判断光敏电阻与太阳能电池为同一电路，从而可以判断a处的电源类型。 【详解】（1）轮轴由轮和轴组成，车头大轮与拐木组成了一个轮轴，拐木长度大于大轮半径，当轮轴匀速转动时，能够省力，相当于省力杠杆。 （2）刮水板匀速刮水上行时，水的质量一定，高度变大，速度一定，动能不变，重力势能变大，水的机械能变大。 （3）[1]由图丙可知，大轮的辐条数量为8，则使大轮以的转速匀速转动，待运水稳定后，每分钟能运送水的质量为 [2]若将水蓄至4cm深，需要水的体积为 水的质量为 则需要的时间为 （4）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能。 （5）当光照强度减弱，太阳能电池板的输出电压过低，通过电磁铁的电流小于0.2A时，电磁铁磁性变小，释放衔铁，需启动干电池供电。根据设计要求，需将干电池和太阳能电池板分别安装在图戊中的a、b位置，则a处应该安装干电池。 （6）当电压最小时，电阻箱阻值最小，则电阻箱R的阻值至少应调为 （7）当用手转动拐木，模拟龙骨水车工作时，发现木链条容易掉落则结构不牢固，基本能模拟水车工作过程；用电动机驱动时，发现在不同光照条件下，均能带动水车转动，则需手动选择供电方式，因此该模型待改进。 18．(1)C (2)B (3)1.75h (4) (5) 【详解】（1）A图说明了通电导体周围存在磁场；B图是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理；C图是研究磁场对电导体有力的作用的装置，是电动机的原理。故选C。 （2）空中出租车机翼的横截面应做成上凸下平的形状，则空气经过上表面的流速大于下表面的，而流速大的位置压强小，所以形成一个向上的升力，故选B。 （3）“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，所用的时间为； 相比乘坐汽车缩短多长时间。 （4）“空中出租车”的重力为； 重力做功为。 （5）“空中出租车”静止在水平地面上时对地面的压力为； 对地面的最大压强。 19．(1) 电动机 机械 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]由题可知，电磁弹射系统利用强大的电流和磁场推动飞机高速前进，它的主要工作原理类似电动机，使通电导体在磁场中受力运动，其主要过程是将储备的能量转化为机械能。 （2）航空母舰上该歼隐身舰载机静止在水平甲板上时对舰面的压强为 （3）电磁弹射系统对舰载机做的有用功为 电磁弹射系统对舰载机做功的平均功率为 学科网（北京）股份有限公司 $