20.4电动机同步练习 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有答案）

2014电动机
基础知识
知识点1
磁场对通电导线的作用
1．通电导体在磁场中要受到_________，如果改变电流方向，导体_________就随着改变；如果改变磁感线方向，导体_________也随着改变，这说明通电导体在磁场中受力的方向与___________、___________都有关系。
2．如图20--4--1所示是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置。当闭合开关S时，导线ab中自由电子定向移动的方向是_________（填“从a到b”、“从b到a”或“垂直ab方向”），导线ab受到磁场力的作用而向左运动；现在，如果只将磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向________运动；如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向________运动（最后两空填“左”或“右”）。
3．借助图20-4-2所示的实验装置，晓明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动，要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是
（
）
A.
将A、B两端对调
B.
将滑动变阻器的滑片向右移动
C．换用磁性更强的蹄形磁体
D.
将蹄形磁体的N、S极对调
4．通电线圈在磁场中转动时，转到平衡位置时会停下，这是因为
（
）
A.
线圈正处于磁场中磁性最弱的地方
B．线圈中各边电流方向与磁感线垂直，不受磁场力的作用
C．线圈中各边电流方向都和磁感线平行，不受磁场力的作用
D．线圈相对的两边，恰好受到平衡力的作用
知识点2
电动机的结构及工作原理
5．小明通过学习得到下面几个结论，请你帮他补充完整：
（1）实验表明，通电导体在磁场中会受到力的作用受力的方向跟________和________方向有关。
（2）要使直流电动机中的线圈连续地转动，必须使线圈转到__________时就能自动改变线圈里电流的_________，在直流电动机里，完成这一任务的装置叫____________。
（3）在电动机里能够转动的部分叫_________，固定不动的部分叫________，电动机可以把_________能转化成__________能。
6．线圈的平衡位置在_________，此时线圈上、下两边受力大小________、方向________，若此时闭合开关，线圈_________转动（填“能”或“不能”）。
7．换向器的作用是：当线圈依靠_________越过平衡位置时，能自动改变__________，从而使线圈能________转动下去。
8．小明用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图20-4—3所示，闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置，不能持续转动，为使线圈持续转动，下列措施中可行的是（
）
A.
换用电压更大的电源
B.
换用磁性更强的磁体
C.
重新制作匝数更多的线圈，将线圈两端的漆全部刮去
D.
在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈
9．关于直流电动机，下列说法中正确的是（
）
A.
电动机工作时，机械能转化为电能
B．家用电风扇的电动机是直流电动机
C．电动机是通过换向器来实现连续转动的
D.
同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向
综合能力
10．（易错题）某通电直导体在磁场中受到磁场力的作用，若要使该通电导体所受的磁场力反向，以下措施正确的是
（
）
A.
只将磁场反向
B.
只将电流反向
C．将磁场和电流同时反向
D.
以上方法均可
11．（应用题）通电导体放入磁场中，如图20-4-4所示，不受磁场作用力的是
（
）
12．（探究题）在安装直流电动机模型的实验中，如果安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是
（
）
A.
减少一节电池，使通过线圈的电流减小
B.
把电源的两极和磁铁的两极同时对调
C．调节滑动变阻器的滑片，使通过线圈的电流增大
D.
把电源的两极对调，改变线圈中的电流方向
13．（物理与生活实际）电动自行车以它噪音低、运行时无污染、轻便等优点渐渐被人们所喜爱，你认为电动自行车的调速靠的是
（
）
A.
改变电动机线圈的匝数
B.
改变油门大小
C．改变电流的大小
D.
改变蓄电池的电压
14．（物理与科技前沿）在火星表面行驶的火星车使用的动力装置是
（
）
A.
汽油机
B.
柴油机
C．电动机
D．蒸汽机
15．（开放题）当温度降到很低时，某些金属导体的电阻会突然消失，这种现象称为超导现象，假如所有导体都没有了电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是
（
）
A．白炽灯仍然能发光
B.
电动机仍然能转动
C．电饭锅仍然能煮饭
D.
电熨斗仍然能熨烫衣服
16．（开放题）某个直流电动机模型在接通电源时不能运转了，发生故障的原因是
（
）
A.
一定是磁铁没有磁性了
B.
一定是线圈中某处断了
C．一定是换向器和电刷接触不良
D.
上述三种情况都有可能
17．小聪同学对电动机的问题很感兴趣，他在家自己装配了一个玩具直流电动机，研究了电动机的转向与磁场方向和电流方向的关系后，很想研究影响直流电动机转速的因素，现在请你帮小聪同学一起研究这个问题。
（1）提出问题：_________________？
（2）猜想与假设：（简单说明猜想的理由）
①影响因素一：__________________。
猜想的理由：__________________________。
②影响因素二：________________________。
猜想的理由：_________________________。
（3）设计实验：___________________________。
18．在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外，如图20-4-5所示，甲图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，乙图所示的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是
（
）
19．（实验探究题）在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么因素有关系时，一位同学做了图20-4-6所示的a、b、c三个实验，图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南、北极。
（1）通过实验a和b说明，通电导线在磁场中的受力方向与_______的方向有关。
（2）通过实验a和c说明，通电导线在磁场中的受力方向与________的方向有关。
经典考题
20．如图20-4-7所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型，同学们围着观看线圈的转动，一起分享着他的成果，同时其他没有做成功的同学提出了以下不同想法，你认为正确的是
A.
绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动下去
C．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
D．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
21．如图20-4-8所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中，当棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态（导线对金属棒的作用力忽略不计），此时金属棒受到的磁场力方向为_________。
若要使橡皮筋处于拉伸状态，在不人为对棒施力的条件下，请提出一项可行的措施：_____________。
参考答案
1.
力的作用
受力方向
受力方向
电流方向
磁感线方向（磁场方向）
2．从b到a
右
左
解析：由题图可知导线ab中电流方向是从a到b，所以带负电的自由电子定向移动的方向是从b到a，通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向、电流方向有关，导线ab受到磁场力的作用而向左运动，如果只将磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向右运动；如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将仍向左运动。
3．D
解析：将A、B两端对调，运动方向不变，故A错；将滑动变阻器的滑片向右移动，减小电路中的电流，减小导线的运动速度，不会改变运动方向，故B错；换用磁性更强的蹄形磁体，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故C错；将蹄形磁体的N、S
极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），运动方向改变，故D正确。
4．D
解析：以下图为例来说明：当线圈转到平衡位置时，因ab边和cd边的电流方向相反，所以受到的两个力恰好在同一直线上并且大小相等、方向相反，是一对平衡力，所以线圈不会再转动，而静止在平衡位置。
5．（1）电流方向
磁感线
（2）平衡位置
方向
换向器
（3）转子
定子
电
机械
6．跟磁场垂直的平面上
相等
相反
不能
7．惯性
线圈中电流的方向
持续
8．D
解析：将线圈两端的漆全部刮去后，没有了换向器，不能改变线圈中的电流方向，就不能改变线圈的受力方向，所以闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置，不能持续转动，要想让线圈持续转动，需增加换向器，即在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈，相当于添加一个换向器，使线圈能够持续转动，故D符合要求，换用电压更大的电源、换用磁性更强的磁体、重新制作匝数更多的线圈都不能改变线圈的受力方向，仍然不能持续转动，故A、B、C不符合要求。
9．C
解析：电动机工作时，电能转化为机械能，所以A错；家用电风扇用的是交流电，所以B也错；同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不改变，D也错，只有C正确。
10．AB
解析：通电导体在磁场中所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，当只改变两个因素中的一个因素时，通电导体所受力的方向改变，与原来的方向相反，若同时改变两个因素，则通电导体所受磁场力的方向不变。
11．B
12．D
解析：影响直流电动机转动方向的因素有两个：磁场方向和线圈中的电流方向，当只改变电流方向或磁场方向时，电动机的转动方向改变；当两者的方向同时改变时，电动机的转动方向保持不变。
13．C
解析：电动机转动速度的大小与电流的大小和磁场的强弱有关，而磁场的强不好改变，所以是利用改变电流的大小来改变转速的。
14．C
解析：汽油机、柴油机、蒸汽机都是依靠燃料的燃烧来提供动力的，而火星表面上没有氧气，汽油、柴油无法燃烧，所以只能使用电动机来提供动力，电能可以由太阳能电池来供给。
15．B
16．D
17．（1）电动机的转速跟什么因素有关
（2）①电流大小
电流越大，通电导体受到的磁场作用越大
②磁场强弱
磁场越强，通电导体受到的磁场作用越大
（3）略（根据研究问题设计实验）
18．C
解析：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关，相比较甲图而言，A图中的磁场方向改变，受向下的磁场力的作用；B图中的磁场方向改变，故受力方向向右；C图中的磁场和电流方向都改变，故受力方向不变；D图中的电流方向改
变，受力方向向右。
19．（1）电流
（2）磁场
解析：由图a和图b可看出，磁感线方向相同，导线AB中的电流方向相反，导线AB的受力方向也相反，说明导线的受力方向跟电流的方向有关；图a和c中电流方向相同但磁感线方向相反，导线受力方向也相反，说明导线受力方向与磁感线的方向，即磁场的方向有关。
20．C
解析：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，当线圈转至平衡位置时，线圈就不再转动了，为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去，故选C。
21．竖直向上
改变电流方向（或使磁场反向、减小电流、减弱磁场等）
解析：橡皮筋刚好处于松弛状态，金属棒静止，受力平衡，即受到的磁场力方向与重力方向相反，受到重力的方向竖直向下，所以受到磁场力的方向竖直向上；要使橡皮筋处于拉伸状态，则需要竖直向上的磁场力减小或反向，使磁场力减小的方法有减小电流或减弱磁场，使磁场力反向的方法有改变电流方向或使磁场反向
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