3.3 电动机及其应用同步练习- 2025-2026学年科学浙教版八年级下册
2026-05-21
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 电动机及其应用 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 833 KB |
| 发布时间 | 2026-05-21 |
| 更新时间 | 2026-05-21 |
| 作者 | 小何老师18 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57975740.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以电动机原理及应用为核心,通过基础辨析、原理应用到综合探究的三层设计,覆盖科学观念建构与探究实践能力培养,适配新授课巩固需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|电动机基本原理、受力方向影响因素|选择题1-3结合装置图辨析原理,强化科学观念|
|原理应用|转速调节、换向器作用、故障分析|填空题8-11通过实验情境填空,培养科学思维|
|综合探究|电磁弹射、实验方案设计与评估|实验题17-19结合福建舰等真实情境,提升探究实践能力|
内容正文:
3.3 电动机及其应用 复习
一.选择题
1.项目化学习小组利用所学知识制作了一款简易扬声器。请根据信息完成下面小题。制作方法:
①用木板和木条制作一个底座,在右侧木条上安装可调节距离的磁铁部件:
②用塑料螺杆将导电线圈固定在一个剪去底部的塑料瓶外侧:
③将导线从下方塑料瓶盖上的小孔穿出来,接上音频发生器,扬声器就制成了。
当导线接通一个电流方向可变的音频发生器时,导电线圈振动,带动塑料瓶振动,从而放大声音。
与这一原理相同的是( )
A. B.
C. D.
2.将矩形线圈放入磁场中处于如图所示的位置,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
3.如图为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.电动机转动时将机械能转化为电能
B.线圈由图示位置转动180°时,ab边受力方向改变
C.对调磁体的磁极,可以改变线圈转动的速度
D.电动机工作过程中,线圈中电流方向保持不变
4.福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,舰载机位于两条通电轨道的中间,其工作原理如图所示。不同的飞机,所用的推力是不同的,要增大弹射力,下列措施可行的是( )
A.减小电压
B.减小磁场强度
C.增大导电轨阻值
D.增大驱动电流
5.如图所示,放在U形磁铁两极之间的铝盘下边缘浸在液体中,闭合开关S,铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是( )
A.为防止漏电,应选择绝缘的液体
B.铝盘转动的原理与发电机的工作原理相同
C.将电源的正负极对调后,铝盘的转动方向不变
D.向右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘转速变慢
6.线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时,导线ab所受磁场力的方向( )
A.相反,是由于磁场方向相反了
B.相反,是由于流过ab的电流方向相反了
C.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了
D.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变
7.图中是小明制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,另一端只刮掉半周,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是( )
A.利用电磁感应原理工作
B.线圈在转动时,始终受到磁场作用力
C.将电能转化为机械能
D.增大线圈中的电流可改变转动方向
二.填空题
8.如图所示,当用导线将一个铁钉、一节电池和一个纽扣形强磁铁构成闭合回路后,铁钉会绕着电池的轴线持续旋转。
(1)该装置的工作原理与 (填“电动机”或“发电机”)相同。
(2)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变 (填字母)。
A.电池正负极 B.磁铁的磁极 C.铁钉的方向
(3)演示时,若要明显增加铁钉转速,可以 。
9.在安装直流电动机模型的实验中,小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小希闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是( )(填字母)。
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快,小希应将滑动变阻器的滑片向 移动。
(3)完成以上实验后,小希取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此过程中应用的原理是 。
10.利用图甲所示的装置在研究“磁场对通电导体的作用”实验中:
(1)应在从M、N之间接入 (填“小量程电流表”“电源”或“灯泡”),装置中的导体棒应选用轻质的 (填“铁棒”或“铝棒”)。
(2)如图乙中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的,通电后ab段和cd段受到的两个力,这两个力 (填“是”或“不是”)一对平衡力。
11.学习了电磁知识后,小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1甲所示),然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流,通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)分析图1 (选填序号),可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。
(2)得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论,你的依据是 。
(3)如图2所示,将一柔软的导线弯成星形,并将其置于光滑水平桌面上,然后将开关S闭合,则该星形回路将 。
A.不会变形 B.会变形,所围面积减小
C.会变形,所围面积增大 D.会变形,所围总面积不变
(4)两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外,还与哪个因素有关?(写出一个因素) 。
三.实验探究题
12.根据装配直流电动机模型实验,回答下列问题。
(1)电动机原理如图(a)所示,电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去,虚线框中应安装 及电刷来实现;
(2)小瑞将直流电动机模型接入电路,闭合开关后,发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后,直流电动机模型开始转动。之前电动机不转动的原因可能是 ;
(3)小瑞将如图(a)所示的直流电动机模型改装成如图(b)所示,线圈转动方向将 (选填“改变”或“不变”)。
13.科学小组同学通过实验研究磁场对通电导体的作用。
(1)小科同学连接图甲电路,当开关闭合后发现导体向右运动。若将电源正负极上的导线互换位置,改变电流方向。则闭合开关后,导体会向 运动。
(2)小舟同学改进了实验设计,连接图乙电路,将一段金属直导体放在压力传感器上,置于一定强度的磁场中,闭合开关,记录下不同电流强度时压力传感器的示数,数据如表所示。本实验想验证的假设是: 。
电流大小/A
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
压力传感器示数/N
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
(3)由表格数据可知,小舟选用的金属直导体重为 N。若只将该实验中的N、S极互换位置,其余不变,则当电流为0.4A时,压力传感器的示数是 N。
14.如图甲所示为猴子荡千秋的游戏装置,闭合电键后,猴子就会绕上方的横梁往复振荡。其内部电路基本结构如图乙所示(实现往复振荡的电路图中未画出)。
(1)要让猴子动起来,下列设计和原理中,不合理的是 。
A.应用了电流的磁效应
B.应用了电磁感应的原理
C.应用了电动机的原理
D.螺线管安装在底盘内,直导线安装在猴子的座位内
(2)若调换电源正负极,猴子的摆动方向 (选填“会”或“不会”)发生变化
(3)要使猴子荡得高一点,可操作的方法是: 。
15.探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1) 如图甲所示,将导体ab置于蹄形磁体的两极之间,闭合开关,导体a向左运动,说明磁场对
导体有力的作用;
(2)将导体换成线圈放入磁场中,如图乙所示,闭合开关,线圈不能持续转动,是因为线圈越过了平衡位置以后,受到磁场的力要 它的转动。为了使线圈持续转动下去,可以通过每半周改变电流的方向或改变 的方向,生活中的电动机一般是通过换向器改变 的方向让线圈持续转动起来的。
16.为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机构造制作了一台简易电动机。他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采用措施是 (多选,填序号)。
A.改变电流的方向 B.提高电源的电压 C.增加线圈的匝数 D.改变磁场的方向
(2)开关闭合后,如果电动机不转,原因可能是 (多选,填序号)。
A.磁铁磁性太弱 B.线圈处于平衡位置 C.通过线圈的电流太大 D.电池电压太低
(3)为了提高电动机转速,可采取的方法是 ;
(4)小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置,还需要的主要器材是 。
17.项目学习小组实验发现,装在筒内的电动机带动风叶转动时,电动机转动方向改变,气流方向也改变,如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”:既能收集书桌上的小纸屑,又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
能吸纸屑、吹风且风速可调
能吸纸屑、吹风,风速不可调
只能吸纸屑或只能吹风
指标二
吸纸屑后,吹风时无纸屑吹出
吸纸屑后,吹风时有部分纸屑吹出
吸纸屑后,吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路,利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型,其工作原理示意图如图丙。
(1)图乙中,通过切换开关S,可以改变电动机转向的原因是 。
(2)将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,电动机转速如何变化? 。
(3)对模型测试时,其“指标一”为优秀。请结合评价量表,分析该模型的“指标二”所处的评价等级 (“优秀”“合格”“待改进”)。
18.小萧在学习了磁场对通电导体有力的作用后,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。他设计了如图装置,进行了如下实验:
①将一根导体棒用两根电阻大小忽略不计的细金属线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直。
②给导体两端施加电压U1,闭合电路,观察细金属线偏转的角度α1。
③给导体两端施加电压U2,且U2>U1,闭合电路,观察细金属线偏转的角度α2。
④比较α1与α2的大小,即可判断磁场对通电导体的作用力与导体中电流强度是否有关。
(1)小萧比较发现α2>α1,即可初步得出结论: 。
(2)实验过程中,若仅将导体的左右两端对调,则导体的运动方向 (填“会”或“不会”)发生改变。
(3)小山也利用上图的装置探究与小萧相同的问题,但小山在②③两步实验操作中给导体棒所通电流方向均与小萧的相反,其余操作均相同,比较小萧和小山的做法你认为 (填“小萧”或“小山”)的做法更好。
(4)小萧想接着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,于是他换了另一根较长的,且粗细和材质均与之前相同的导体棒进行实验,小山认为这样操作不可行,他的理由 。
19.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。
八下学案
(
1
)
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3.3 电动机及其应用
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
B
B
D
D
B
C
一.选择题(共7小题)
1.【答案】C
【解答】解:当导线中有电流通过时,导电线圈振动,即通电导体在磁场中受到力的作用,将电信号变成声信号。
A.图中异名磁极相互吸引,与通电导体在磁场中受到力的作用无关,故A不正确;
B.图中闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时,导体中由感应电流产生,是电磁感应原理,故B不正确;
C.图中通电导体在磁场中受到力的作用,与题中工作原理相同,故C正确;
D.图中电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,与通电导体在磁场中受到力的作用无关,故D不正确。
故选:C。
2.【答案】B
【解答】解:A.由图可知,此装置研究的是通电导体在磁场中受力的作用,应用是电动机,故A错误;
B.将N磁体去除后,通电线圈所处的磁场方向不变,所以通电后矩形线圈仍沿顺时针转动,故B正确;
C.线圈的平衡位置是指线圈平面与磁场垂直的位置,此时两个边的受力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,线圈受力平衡,不会转动。图中线圈平面与磁场平行,不是平衡位置,故C错误;
D.当电流方向和磁场方向同时改变,线圈的受力方向不改变,因为通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,故D错误。
故选:B。
3.【答案】B
【解答】解:A、直流电动机转动时是将电能转化为机械能,而不是将机械能转化为电能,发电机才是将机械能转化为电能,故A错误。
B、当线圈由图示位置转动 180° 时,ab边所处的磁场方向不变,但电流方向会改变,根据左手定则,受力方向会改变,故B正确。
C、对调磁体的磁极,会改变线圈转动的方向,而不是转动速度。改变线圈转动速度的方法通常是改变电枢电压或改变主磁通等,故C错误。
D、电动机工作过程中,由于电刷和换向器的作用,线圈中电流方向是不断变化的,这样才能保证线圈在磁场中受到的转矩方向始终不变,使电动机能连续地旋转,故D错误。
故选:B。
4.【答案】D
【解答】解:电磁弹射器的工作原理是利用磁场对通电导体有力的作用,以此为舰载机提供弹射力。其弹射力大小与磁场强弱和电流大小有关,要增大弹射力,可增加磁场强度,增大驱动电流,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
5.【答案】D
【解答】解:A、液体需起到导电作用,让铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过,进而使铝盘在磁场中受力转动,所以不能选择绝缘液体,通常实验中的该类液体是液态水银,故A错误。
B、铝盘转动的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,其与电动机的工作原理相同;而发电机的工作原理是电磁感应现象,故B错误。
C、依据通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向相关。将电源正负极对调后,电流方向改变,铝盘的受力方向改变,转动方向也会改变,故C错误。
D、向右移动滑动变阻器的滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的电流变小。铝盘受力变小,铝盘转速就会变慢,故D正确。
故选:D。
6.【答案】B
【解答】解:由于电流从电源的正极出发,故此时图甲中ab的电流方向是由b到a;在图乙中,由于磁场的方向没有改变,电流的方向是由a到b,故此时线圈受力的方向改变。
故选:B。
7.【答案】C
【解答】解:A.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,故A错误;
B.由于线圈中有一端的漆只刮掉半周,会出现电路中无电流状态,当线圈转到该位置处,由于线圈中无电流,所以不会受到磁场力的作用,故B错误;
C.电动机消耗电能而转动起来,能量转化为电能转化为机械能,故C正确;
D.线圈转动的方向与电流的方向有关,增大线圈中的电流,只会改变线圈受到磁场力的大小,而不会改变受力的方向,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共4小题)
8.【答案】(1)电动机; (2)AB;(3)换用磁性更强的磁铁(或串联一个电池等)。
【解答】解:(1)该简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
(2)通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向有关,若要改变铁钉的转动方向,可以改变磁场的方向或电池正负极,故AB正确。
(3)若要明显增加铁钉转速,可以换用磁性更强的磁铁(或串联一个电池等)。
故答案为:(1)电动机; (2)AB;(3)换用磁性更强的磁铁(或串联一个电池等)。
9.【答案】(1)A;
(2)左;
(3)电磁感应现象。
【解答】解:(1)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,故A正确,BC不正确。
故选A。
(2)若要电动机转速加快,可以增大电路中的电流,所以应将滑动变阻器的滑片向左移动,减小滑动变阻器的电阻,从而增大电路中的电流。
(3)取下电源换接上小灯泡,快速拉动细线,使线圈转动起来,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,小灯泡会发光,这是电磁感应现象。
故答案为:(1)A;
(2)左;
(3)电磁感应现象。
10.【答案】(1)电源;铝棒;(2)不是。
【解答】解:(1)利用如图甲所示的装置研究“磁场对通电导体的作用”时,即必须有电源,所以在M、N之间应接入电源;
探究磁场对通电导体的作用时,因为磁铁能够吸引铁棒,所以导体棒不能选择铁棒,而应选用轻质的铝棒进行实验;
(2)在乙图中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的,通电后ab段和cd段的电流方向相反,则ab段和cd段所受磁场力的方向相反,但这两个力不在同一直线上,也不在同一物体上,所以二力不是一对平衡力。
故答案为:(1)电源;铝棒;(2)不是。
11.【答案】(1)丙、丁;(2)乙、丙中电流大小相同、方向不同,导线形变程度不同;(3)C;(4)导线间距离(导线的长度)
【解答】解:(1)图丙、丁中两根导线中的电流方向相同,电流大小不同,导线的形变程度不同,由此可知,通电导线之间作用力方向与电流大小有关;
(2)图乙中两根导线中的电流方向相同,而两根导线向中间靠拢,说明两根导线相互吸引;图丙中两根导线中的电流方向相反,而两根导线向两侧排斥,由此可知,通电导线之间作用力方向与电流方向有关;
(3)由题意知,当电流通过导线时,会产生电磁场,而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关,当开关闭合后,此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反,所以受力方向也相反,它们相互排斥,故所围面积会增大,故C正确;
(4)通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小、导线的长度、导线见的距离等因素有关。
故答案是:(1)丙、丁;(2)乙、丙中电流大小相同、方向不同,导线形变程度不同;(3)C;(4)导线间距离(导线的长度)。
三.实验探究题(共8小题)
12.【答案】(1)换向器;(2)线圈在平衡位置;(3)不变。
【解答】解:(1)在直流电动机中,换向器和电刷的作用是当线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈能够平稳、连续不停地转动下去。
(2)当线圈处于平衡位置时,线圈受到的磁场力形成一对平衡力,此时电动机不会转动。用手轻轻碰一下线圈,使线圈偏离平衡位置,电动机就能转动起来。
(3)图(b)中在电动机模型两侧增加了螺线管、添加了换向器,螺线管通电后会产生磁场,磁场方向不变,电流方向改变,转过平衡位置后受力方向变化,线圈转动方向不变。
故答案为:(1)换向器;(2)线圈在平衡位置;(3)不变。
13.【答案】(1)左;(2)导体中的电流越大,通电导体在磁场中受到的力越大;(3)0.3;0.1。
【解答】解:(1)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,将电源正负极上的导线互换位置,改变电流方向。则闭合开关后,导体会向左运动。
(2)根据表格中的数据分析可知:导体中的电流越大,压力传感器的示数越大,说明:导体中的电流越大,通电导体在磁场中受到的力越大。
(3)当电流为零时,压力传感器的示数为0.30N,说明金属直导体重为0.30N;当电流为0.4A时,压力传感器的示数为0.50N,说明此时导体在磁场中受到的力为:F=F1﹣G=0.50N﹣0.30N=0.20N,方向竖直向下。只将该实验中的N、S极互换位置,其余不变,则当电流为0.4A时,此时导体在磁场中的受力大小不变,力的方向改变,此时压力传感器的示数为:F2=G﹣F'=0.3N﹣0.20N=0.10N。
故答案为:(1)左;(2)导体中的电流越大,通电导体在磁场中受到的力越大;(3)0.3;0.1。
14.【答案】(1)B;(2)会;(3)增加电源电压(或增加螺线管的匝数或在螺线管中插入铁芯)。
【解答】解:(1)闭合电键后,螺线管中产生磁场,这应用了电流的磁效应。通电直导线在磁场中受到力的作用,使猴子运动,这与电动机的原理相同,其能量转化是电能转化为机械能。该装置将螺线管安装在底盘内,直导线安装在猴子的座位内。而电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流的现象,此装置中不存在这种情况,所以没有应用电磁感应原理,故选B。
(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。调换电源正负极,会改变电路中的电流方向,根据左手定则,通电直导线所受磁场力的方向会改变,所以猴子的摆动方向会发生变化。
(3)要使猴子荡得高一点,可操作的方法有以下几种:
增加电源电压:电源电压增大,电路中的电流会增大,根据安培定则,通电螺线管的磁场会增强,对猴子座位内直导线的作用力增大,猴子就可能荡得高一点。增加螺线管的匝数:在电流相同的情况下,增加螺线管的匝数可以增强螺线管的磁场强度,从而使直导线受到更大的力,猴子荡得更高。
在螺线管中插入铁芯:插入铁芯后,通电螺线管的磁场会大大增强,进而使猴子受到更大的力,摆动高度增加。
故答案为:(1)B;(2)会;(3)增加电源电压(或增加螺线管的匝数或在螺线管中插入铁芯)。
15.【答案】故答案为:(1)通电;
(2)阻碍;磁场;电流。
【解答】解:(1)将导体ab置于蹄形磁体的两极之间,闭合开关,导体中通过电流,此时导体ab向左运动,说明导体棒受到力的作用,即磁场对通电导体有力的作用。
(2)在磁场方向不变时,导体受力与电流方向有关,将导体换成线圈放入磁场中,闭合开关,当线圈越过了平衡位置以后,上部分受向上的力,下部分受向下的力,所以此时线圈受到的力会阻碍它的转动。
通电导线在磁场中受到力的方向与磁场的方向和电流的方向有关,为了使线圈持续转动下去,需要改变线圈受力方向,因此可以通过每半周改变电流的方向或改变磁场的方向。
生活中的电动机一般是通过换向器在线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向,从而使线圈持续转动起来的。
故答案为:(1)通电;
(2)阻碍;磁场;电流。
16.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)知道通电导线在磁场中所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,所以要想改变线圈的转动方向,可以改变线圈中电流的方向,也可以改变磁场的方向,故选AD;
(2)线圈不转可能是由于线圈处于平衡位置;线圈不转也说明线圈可能不受磁场力,即电路中没有电流,一般来说可能是接线柱接触不良造成的;
同时因线圈和转轴之间有阻力存在,故还有可能就是,线圈受力,但是磁场力较小,无法带动线圈。故导致这种现象的原因有:磁铁的磁性不强、线圈的匝数太少,电池电压不够导致电流较小。
故选ABD;
(3)通电导线在磁场中受力的作用,所受力的大小与电流的强弱、磁场的强弱有关,故为了提高电动机转速,可采取的方法增大电流或增强磁场,即可以提高线圈两端的电压或改用强磁场做该实验;
(4)要想控制线圈的转速,可以控制电流的大小,故可以接入滑动变阻器,将滑动变阻器与电机串联即可起到控制电流的作用;
故答案为:(1)AD;(2)ABD;(3)提高电源电压;(4)滑动变阻器。
17.【答案】(1)改变通过电动机电流的方向;(2)变慢;(3)合格。
【解答】解:(1)由图乙可知,开关S与“1”连接时,电流从电动机的上方流入,开关S与“2”连接时,电流从电动机的下方流入,即切换开关S后,通过电动机电流的方向发生改变,因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向;
(2)他图乙可知,将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,变阻器接入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,此时通过电动机的电流变小,电动机的转速变慢;
(3)由图丙可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面,吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出,结合表中的指标二可知,吸纸屑后,吹风时有部分纸屑被吹出,因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
故答案为:(1)改变通过电动机电流的方向;(2)变慢;(3)合格。
18.【答案】( 1 )其他条件一定时,通过导体的电流越大,磁场对通电导体的作用力越大;
(2)不会;
(3)小萧;
(4)粗细和材料相同的导体,导体的长度不同,电阻大小不同,相同电压下通过导体的电流强度就会不同,小萧的实验没有控制单一变量。
【解答】解:(1)实验中,磁场强度和导体在磁场中的长度不变,U2>U1,根据可知通过导体的电流I2>I1,且 α2>α1,即细金属线偏转角度更大,说明导体受力更大,所以得出其他条件一定时,通过导体的电流越大,磁场对通电导体的作用力越大。
(2)磁场对通电导体作用力的方向与电流方向和磁场方向有关,仅将导体的左右两端对调,电流方向和磁场方向都未改变,所以导体的运动方向不会发生改变。
(3)小萧的做法更好。在探究实验中,按照常规方式进行实验操作更便于操作和结果分析,小山随意改变电流方向,可能会引入不必要的干扰因素,不利于准确探究磁场对通电导体作用力与电流强度的关系。
(4)在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,需要控制电流强度、磁场强度等其他因素不变。粗细和材料相同的导体,长度不同电阻不同,根据,在相同电压下通过导体的电流强度就会不同,小萧换较长导体实验时没有控制电流这一变量,所以操作不可行。
故答案为:( 1 )其他条件一定时,通过导体的电流越大,磁场对通电导体的作用力越大;
(2)不会;
(3)小萧;
(4)粗细和材料相同的导体,导体的长度不同,电阻大小不同,相同电压下通过导体的电流强度就会不同,小萧的实验没有控制单一变量。
19.【答案】(1)电流大小;(2)竖直向下;(3)ABC;(4)磁场强度。
【解答】解:(1)从表格数据可知,实验中改变了电流大小,同时直铜棒受到的磁场力大小也随之改变,所以本实验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)当电流为0时,压力传感器示数为4.0N,此时直铜棒只受重力和压力传感器的支持力,二者平衡。当有电流通过,压力传感器示数增大,说明直铜棒对压力传感器的压力增大,根据作用力与反作用力,压力传感器对直铜棒的支持力增大,所以直铜棒受到一个竖直向下的力,因此可判断磁场力方向为竖直向下。
(3)电磁弹射技术通过控制电流来控制磁场力,电流调节响应快,能使物体加速更均匀,故A正确;
电流大小可精确控制,从而能精确控制磁场力大小,便于实现不同重量的弹射需求,可控性高,故B正确;
电磁弹射能量转换效率高,相比蒸汽弹射,无蒸汽泄露等损耗问题,故C正确。
故选 ABC。
(4)为验证结论的普遍性,应改变其他可能影响通电导体在磁场中受力大小的因素进行多次实验,如更换磁场强度不同的磁铁来改变磁场强度,或更换不同材料、长度的导体等,观察磁场力与电流大小的关系是否仍成立。
故答案为:(1)电流大小;(2)竖直向下;(3)ABC;(4)磁场强度。
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