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

**基本信息** 聚焦“电动机与发电机”单元，以白鹤滩水电站、无线充电等真实情境为载体，覆盖电磁感应、磁场对电流作用等核心知识点，适配初中物理单元复习，落实物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8题|司南磁性、电磁铁磁性影响因素等|结合司南、永磁电机等实例，辨析基础概念| |填空题|6题|发电机原理、电磁感应应用等|关联风力发电机、银行卡刷卡等生活场景| |实验题|2题|感应电流条件、电动机制作|通过探究实验与跨学科实践，培养科学探究能力| |综合题|2题|电动汽车能量转化、无线充电原理|融合科技前沿与物理学史，体现科学态度与责任|

第十七章 电动机与发电机 一、单选题 1．下列关于电与磁的描述正确的是（    ） A．图甲中的司南勺不具有磁性 B．图乙可研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 C．图丙中条形磁体周围的磁感线是真实存在的 D．图丁中a、b接电源并闭合开关，AB静止不动 2．我国首条悬挂式单轨“光谷光子号”采用永磁电机牵引，其工作原理与下列设备相同的是（   ） A．发电机 B．电磁继电器 C．电动机 D．动圈式话筒 3．真理不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。如图所示的电磁现象中，说法正确的是（    ） A．甲图中通过实验证明了通电导体周围存在磁场 B．乙图中奥斯特通过该现象提出了电磁感应原理 C．丙图中只能说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少有关 D．丁图中实验现象的原理与发电机工作原理相同 4．下列有关电与磁的应用，说法不正确的是（　　） A．指南针的工作原理是磁极间的相互作用 B．电铃的工作原理是磁场对电流的作用 C．扬声器工作原理是通电导体在磁场中受力而运动 D．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象 5．关于电磁相关现象或应用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中地球周围客观存在的磁感线是从地磁北极出发，回到地磁南极 B．乙实验可以演示电流的磁效应，电流产生的磁场方向与电流方向无关 C．丙实验研究的是通电导体在磁场中的受力情况，电磁铁依据此原理制成 D．丁实验研究的是电磁感应现象，切割磁感线的过程中机械能转化为电能 6．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 7．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小块磁体，管外绕着线圈。运动时，磁体在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能 B．线圈中产生电流的原理是电流的磁效应 C．磁体的周围存在磁场和磁感线 D．改变走路的速度，则“计步器”中的电流方向发生改变 8．下列实例与发电机原理相同的是（　　） A．图甲：由环形电流方向可判断小磁针的N极 B．图乙：便携式按压手电筒工作原理 C．图丙：扬声器工作原理 D．图丁：录音磁头录音时的工作原理 二、填空题 9．位于四川省宁南县与云南省巧家县的白鹤滩水电站是世界第二大水电站。水电站发电机的工作原理是________________（填科学家名字）发现的；图________是发电机基本构造示意图。 10．发电机是根据___________现象制成的，工作时将机械能转化为___________能。 11．如图所示“风能-太阳能”路灯示意图，图中________（选填“风力发电机”“太阳能电池”或“蓄电池”）利用了电磁感应原理。 12．读万卷书，行万里路。暑假期间，小丽来新疆旅游，收获颇多； (1)小丽买机票时，使用磁条式银行卡刷卡交费，刷卡利用了______（填“电生磁”或“磁生电”）的原理。机场一处指示灯是由一排发光二极管组成的，其中一个二极管的铭牌上标有“2V 0.04W”字样，当二极管灯正常工作时，通过它的电流为______mA； (2)小丽来到新疆天池旅游发现，刚从雪山上流下来的夹杂着冰雪的溪水的温度接近于______℃。中午阳光照射下，溪边的石头温度升高很快，而小溪里的水升温较慢，这是因为水的______较大。当地人将西瓜放到溪水里来冰镇西瓜，这是通过______的方式来改变西瓜的内能； (3)小丽看到沿途的戈壁公路旁有很多太阳能电池板。太阳能电池利用的半导体材料主要是______（选填“硅”或“银”），经过串联后进行封装可形成大面积的太阳电池组件，100块2V的太阳能电池组件串联后输出电压为______V； (4)小丽了解到某大学2MW（）太阳能屋顶光伏发电项目建成，若每天有效光照时间为4h，年发电量约______（选填“”“ ”或“”）kW·h。 13．如图所示，条形磁体放在水平面上，钢质圆环从条形磁体的正上方由静止开始下落，钢质圆环中________（选填“会”或“不会”）有感应电流产生；圆环在下落过程中，不考虑环境阻力，其机械能________（选填“守恒”或“不守恒”）。 14．按要求完成下列填空： (1)用图甲所示的装置探究电流产生热量与______的关系。通电2min，______（选填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大； (2)如图乙将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明通电直导线周围存在______。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明它的方向与______方向有关； (3)如图丙，开关闭合后，当导体棒ab做切割______运动时，灵敏电流表的指针就会偏转，这一过程中______能转化为电能。 三、实验题 15．为了探究“感应电流产生的条件”。小郡将导体棒、灵敏电流计、蹄形磁体、开关和若干导线按图连接。连好电路之后，他进行了以下探究过程，如表所示。 实验次数 导体棒在磁场中的运动情况 灵敏计指针偏转情况 1 静止 指针不偏转 2 向上、向下运动 指针不偏转 3 向前、向后运动 指针不偏转 4 向左、向右运动 指针偏转 5 斜向上、斜向下运动 指针偏转 (1)在选择导体棒的材料时，你认为最好选择______棒（选填“铜棒”或“铁棒”）； (2)根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动。 (3)小郡发现，若将此装置中灵敏电流计换成______，可进一步探究电动机的工作原理。 16．跨学科实践：制作简易直流电动机 【项目提出】 (1)电动机的发明是电气化时代到来的关键标志，它将电能大规模转化为___________能，推动了第二次工业革命，实现了生产方式的电气化变革，其基本原理就是磁场对________的作用。 【项目分析】 (2)电动机主要由线圈和磁体组成，一般用线圈作为转子，磁体作为定子；为了保证通电线圈能在磁场中持续转动，需要解决的关键问题是：如何避免线圈转到下半周时，受到的力使线圈______（填“正向”或“反向”）转动。 【项目实施】 (3)小明所在的小组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，另一端只刮去上半周漆皮，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用________转动，起到电动机中________的作用；将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围，如图所示。 【展示交流】 (4)若想让线圈的转动速度变快，可以采取的方法有_________。 四、综合题 17．电动汽车逐渐取代燃油车，被广泛使用。 (1)行驶时，电动汽车比燃油车更加安静，这主要是指汽车行驶时发出声音的（　　） A．频率 B．响度 C．音调 D．音色 (2)从能量利用率上比较，电动汽车优于燃油车，电动汽车用电动机带动车轮行驶，电动机工作时将_____转化为机械能；燃油车利用内燃机带动车轮行驶，内燃机工作时的_____冲程将内能转化为机械能。 18．当今社会，电与磁的核心原理已经渗透到日常生活与科研等多个领域。 物理学与日常生活 手机无线充电是目前比较新的一门技术，是不借助数据线对手机进行充电。原理如图甲、乙所示，交流电流过送电线圈（无线充电板）产生磁场，智能手机（受电线圈）放在无线充电板上产生感应电流，并将电能储存到手机锂电池内。 (1)交流电流过送电线圈会产生磁场，这一现象我们称之为电流的磁效应，是物理学家________发现的。与受电线圈工作原理相同的是________；（填序号）； A．B． C．D． 物理学与科技发明 (2)某科学兴趣小组制作了如图甲所示的地震自动报警器，其简化结构如图乙所示，若地震使金属杆摆动，电路中会产生电流并报警。关于该装置说法正确的是（　　） A．金属杆可以用普通橡胶棒代替 B．报警时金属杆相当于电源 C．金属杆摆动时未做切割磁感线运动 D．发光二极管是由超导材料制成的 物理学背后的故事 每一条物理定律的诞生，都伴随着科学家们的执着探索，藏着无数动人的故事。但在科学研究的道路上，也经常会出现令人惋惜的遗憾。日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图甲，示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后他跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。 (3)关于上面的故事，下列说法中正确的是（　　） A．该实验过程中没有发生电磁感应现象 B．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为线圈中没有产生电流 C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针也停止偏转 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C A B D D A B 1．B 【详解】A．司南勺由天然磁石制成，是利用磁体的指向性工作的，它本身具有磁性，故A错误； B．图乙电路通过改变滑动变阻器的阻值可以改变电路中的电流大小，同时观察电磁铁吸引大头针的数量，以此研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故B正确； C．磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，不是真实存在的，故C错误； D．图丁中，当a、b接电源并闭合开关，导体AB中有电流通过，在磁场中会受到力作用而运动，不会静止不动，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】永磁电机牵引的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。 A．发电机原理是电磁感应，将机械能转化为电能，和题目原理不同。故A不符合题意； B．电磁继电器利用电流的磁效应工作，是控制电路的开关，和题目原理不同。故B不符合题意； C．电动机原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，和永磁电机牵引原理相同。故C符合题意； D．动圈式话筒原理是电磁感应，将声能转化为电能，和题目原理不同。故D不符合题意。 故选C。 3．A 【详解】A．甲图是奥斯特实验，通电后小磁针发生偏转，该实验直接证明了通电导体周围存在磁场，故A正确； B．乙图是电磁感应实验装置，电磁感应原理是法拉第发现并提出的，奥斯特仅发现了通电导体周围存在磁场，故B错误； C．丙图中两个电磁铁串联，电流相同、线圈匝数不同，可探究磁性强弱与线圈匝数的关系；同时移动滑动变阻器滑片，改变电路电流，还可以用同一个电磁铁探究磁性强弱与电流大小的关系，并非只能说明磁性强弱与线圈匝数有关，故C错误； D．丁图装置有电源，探究的是通电导体在磁场中受力运动，原理与电动机工作原理相同，发电机的工作原理是电磁感应，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】A．指南针在地磁场中依靠磁极间的相互作用指示方向，故A正确，不符合题意； B．电铃依靠电磁铁工作，通电后电磁铁产生磁性吸引衔铁，带动小锤敲铃发声，工作原理是电流的磁效应，不是磁场对电流的作用，故B不正确，符合题意； C．扬声器中，通有变化电流的音圈在永久磁体的磁场中受力运动，带动振膜振动发声，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故C正确，不符合题意； D．动圈式话筒工作时，声波带动膜片和连接膜片的线圈振动，线圈在永久磁体的磁场中切割磁感线产生感应电流，将声信号转化为电信号，工作原理是电磁感应现象，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．D 【详解】A．磁感线是为了描述磁场假想出来的物理模型，不是客观存在的，故A错误； B．乙图是奥斯特实验，演示电流的磁效应，但电流产生的磁场方向与电流方向有关，故B错误； C．丙图有电源，研究的是通电导体在磁场中受力运动，这是电动机的工作原理，电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故C错误； D．丁图无电源、接有灵敏电流计，研究的是电磁感应现象，闭合电路，部分导体切割磁感线产生感应电流的过程中，机械能转化为电能，故D正确。 故选D。 6．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。 7．A 【详解】运动时，磁体在管中往复运动，线圈切割磁感线产生电流，输出不断变化的电流从而实现计步，这属于电磁感应现象。 A．磁体运动驱动线圈切割磁感线，产生感应电流，该过程是将机械能转化为电能，故A正确； B．电流的磁效应是指通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，属于电生磁，而线圈中产生电流的原理是电磁感应，属于磁生电，故B错误； C．磁体的周围存在真实的磁场，但磁感线是假想的模型，非真实存在，故C错误； D．电流方向由磁场方向和切割磁感线的运动方向决定，与运动速度大小无关（速度影响电流大小），改变走路速度，电流方向不变，故D错误。 故选A。 8．B 【详解】发电机的原理是电磁感应现象。 A．环形电流周围有磁场，小磁针指示磁场的方向，由环形电流方向可判断小磁针的N极，利用的是电流的磁效应，故A不符合题意； B．便携式按压手电筒是利用电磁感应现象发电，供给灯泡工作，与发电机原理相同，故B符合题意； C．扬声器的原理是通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意； D．录音磁头录音时的工作原理是利用电流产生的磁场对磁带进行磁化，故D不符合题意。 故选B。 9． 法拉第 乙 【详解】[1]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中便有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，据此制成了发电机，法拉第最先发现了电磁感应现象。 [2]发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，而甲图中有电源是电动机，故乙图是发电机基本构造示意图。 10． 电磁感应 电 【详解】[1][2]发电机可以产生电能，是利用电磁感应的现象制成的；在其工作过程中，永磁体和线圈发生相对运动使线圈内产生感应电流，故发电机将机械能转换为电能。 11．风力发电机 【详解】电磁感应原理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，导体中会产生感应电流，在这个过程中机械能转化为电能，风力发电机是通过风轮转动带动发电机的线圈切割磁感线，从而产生电能，这个过程利用了电磁感应原理；太阳能电池是将太阳能转化为电能，利用的是光电效应；蓄电池是储存和释放电能，利用的是化学能与电能的转化；所以，图中风力发电机利用了电磁感应原理。 12．(1) 磁生电 20 (2) 0 比热容 热传递 (3) 硅 200 (4) 【详解】（1）[1]磁条式银行卡刷卡时，磁头读取磁条信息，利用电磁感应原理产生电流，即磁生电。 [2]二极管铭牌标“2V 0.04W”，正常工作电压，功率为0.04W，由，二极管灯正常工作时，通过它的电流为 （2）[1]冰雪混合物温度接近冰的熔点，约为0℃。 [2]相同吸热条件下，水比石头升温慢，因水的比热容较大。 [3]西瓜放入溪水，热量从西瓜传递到水，仅仅涉及能量的转移，通过热传递改变内能。 （3）[1]太阳能电池主要使用半导体材料硅。 [2]100块2V电池串联，总电压为各电池电压之和，即 （4）发电功率 每天有效光照时间，日发电量 年发电量约 13． 会 不守恒 【详解】[1]钢质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，因闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以会产生感应电流。 [2]不计空气的阻力，该过程中机械能转化为电能，机械能减小，即机械能不守恒。 14．(1) 电阻 右 (2) 磁场 电流 (3) 磁感线 机械 【详解】（1）[1][2]图甲所示的装置中，、串联，电流和通电时间相同，阻值较大，根据控制变量法，探究的是电流产生热量与电阻的关系，根据可知，通电2min，产生热量较多，所以右侧U形管液面高度变化更大。 （2）[1][2]如图乙将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，说明小磁针受到了新的磁场的影响，表明通电直导线周围存在磁场；改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，说明磁场方向改变，表明通电直导线周围存在的磁场的方向与电流方向有关。 （3）[1][2]根据电磁感应原理，如图丙，开关闭合后，当导体棒ab做切割磁感线运动时，灵敏电流表的指针就会偏转，电路中产生了感应电流，这一过程中机械能转化为电能，应用是发电机。 15．(1)铜棒 (2)切割磁感线 (3)电源 【详解】（1）铜导电性好，且不会被磁体吸引；铁棒容易被蹄形磁体吸引，会阻碍导体棒运动、干扰实验，因此选择铜棒。 （2）结合实验现象，导体棒静止、沿磁感线方向运动时不切割磁感线，指针不偏转，无感应电流；导体棒向左/右、斜向运动时切割磁感线，指针偏转，产生感应电流，因此得出条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流。 （3）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，实验需要给导体提供电能，因此将灵敏电流计换成电源，就可以探究电动机的工作原理。 16．(1) 机械能 通电导体 (2)反向 (3) 惯性 换向器 (4)换用磁性更强的磁体 【详解】（1）电动机的工作原理是将电能转化为机械能，其基本原理是磁场对通电导体有力的作用。 （2）通电线圈在磁场中受力转动，当转到半周时，若不改变电流方向，受到的力会使线圈反向转动，这是线圈无法持续转动的原因。 （3）刮去半周漆皮的目的是：一个半周内线圈受磁场力转动，另一个半周利用惯性转动，这起到了电动机中换向器的作用（换向器的作用是在线圈转过平衡位置时自动改变电流方向，使线圈持续转动，这里用半周漆皮实现了类似效果）。 （4）线圈转动速度和受力大小有关，增大电流、增强磁场都可以让线圈受力变大，转速变快，所以可采取的措施有增大电源电压、换用磁性更强的磁体等。 17．(1)B (2) 电能 做功 【详解】（1）声音的特性中，响度表示声音的大小，题目中“更加安静”指声音更小，即响度更小，故选B。 （2）电动机工作时消耗电能，得到机械能，因此将电能转化为机械能；内燃机的四个冲程中，只有做功冲程是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能。 18．(1) 奥斯特 B (2)B (3)C 【详解】（1）[1]电流的磁效应是物理学家奥斯特最早发现的。 [2]无线充电的受电线圈依靠电磁感应产生感应电流。 A．图是奥斯特实验，原理为电流的磁效应，不符合题意； B．图是电磁感应探究装置，无外接电源，靠导体切割磁感线产生感应电流，和受电线圈工作原理一致，符合题意； C．图中装置有外接电源，原理是通电导体在磁场中受力，不符合题意； D．图是电磁铁磁性探究实验，原理为电流的磁效应，不符合题意。 故选B。 （2）A．橡胶棒是绝缘体，无法导电形成感应电流，不能代替金属杆，故A错误； B．金属杆摆动切割磁感线产生感应电流，此时金属杆相当于电源提供电压，故B正确； C．只有金属杆摆动做切割磁感线运动，才能产生感应电流报警，故C错误； D．发光二极管是由半导体材料制成的，不是超导材料，故D错误。 故选B。 （3）磁铁插入线圈时，线圈切割磁感线，会产生感应电流，使小磁针偏转；但科拉顿完成磁铁插入操作，再跑到另一个房间时，磁铁已经静止，线圈中感应电流已经消失，小磁针也恢复原位，因此他看不到偏转。故选C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $