1.4 电动机 同步练习（含解析）

1.4 电动机
一、选择题
1．在科学实验课上，小明想观察直流电动机模型的工作情况，将其接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（ ）
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置
D．线圈中的电流太小
2．将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上，如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了。下列对实验原理和现象的判断，错误的是（　　）
A．换用磁性更强的磁体，线圈转得更快；干电池用久了后，线圈转速将变慢一些
B．这个现象的原理是电磁感应现象
C．用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，转速更慢
D．线圈与正极间摩擦大小影响转速的快慢
3．在安装直流电动机模型的实验中，安装完毕后闭合开关，线圈沿顺时针方向转动，要想使线圈沿逆时针方向转动，正确的做法是（ ）
A．减少一节电池
B．调换磁性更强的磁铁
C．把电源正、负极对调或磁铁南、北极对调
D．把电源正、负极和磁铁南、北极同时对调
4．如图所示是小明同学探究“磁场对通电导线的作用”的实验装置，A、B是一根金属棒，通过导线连接在电路中，闭合开关后，金属棒AB向左运动，要想使金属棒运动向右起来，下列措施不可行的是 ( )
A．将接在电池正负极上的两条导线对调
B．将蹄形磁铁的N、S极对调
C．金属棒AB水平翻转180°
D．将蹄形磁铁的N、S极对调后，把连接在滑动变阻器上的两条导线也对调
5．如图为实验室常用电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连。当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小。下列与此工作原理相同的电器设备是（ ）
A．电烙铁 B．电铃 C．发电机 D．电动机
6．下列事例属于利用电流热效应工作的是（　　）
A．用电饭锅煮饭 B．用排气扇通风换气
C．用手机联系好友 D．用电磁铁分拣垃圾
7．直流电动机换向器的作用是（ ）
A．改变直流电源中的电流方向
B．改变电动机线圈的方向
C．改变流经电动机中的电流方向
D．以上说法都不对
8．.一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了，出现这种
现象的原因（ ）
A．换向器与电刷未接触 B．启动时线圈恰好在平衡位置
C．轴与轴架间摩擦太大 D．电源正负极接反了
9．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是（ ）
A．只改变电流方向 B．只改变电流大小
C．换用磁性更强的磁铁 D．对换磁极同时改变电流方向
10．手机已成为现代生活中常用的一种通讯工具。一般的手机都设有利用振动提示人们“来电”的装置。有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动，当叶片转动时，电动机也就跟着振动起来，从而又带动手机振动。在下图所示的几种形状的叶片中，你认为能够实现上述振动功能的是（ ）
A． B．
C． D．
11．如图所示，小亮闭合开关后，发现导体ab开始运动，经过一系列探究后，他发现通过一定的操作可以让导体的运动方向发生改变，则小明可以采取的措施正确的是
A．改变磁场方向或电流方向
B．改变磁场强弱
C．同时改变磁场方向和电流方向
D．改变线圈的匝数
12．将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动，小灯泡发光，该现象中：
①电产生了磁，使电动机转动，②磁产生了电，使小灯泡发光，
③电动机相当于电源，④转动停止，灯泡熄灭．以上说法正确的是（ ）
A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④
二、填空题
13．如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们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，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的__________作用相同。
（2）通过改变___________方向，可以改变线圈的转动方向。
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是____________。
14．如图是同学们安装过的直流电动机模型。在某次安装直流电动机模型活动中，小敏、小明、小科各自把安装好的电动机接入电路，闭合开关线圈均不转。若小敏用手轻轻一推转子，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是_____； 若小明用手轻轻把电刷（铜片）弯曲一下，线圈就转动起来，则他的线圈不转的原因是_____；若小科在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是_________。
15．如图所示是直流电动机的模式图，直流电动机是根据_________________________的原理制成的，它利用_________与电刷的接触方式，解决了线圈连续转动和导线缠绕问题。
16．如图1所示，使线圈位于两磁极间
（1）通电后，图1中ab段导线的电流方向是_______（选择“由a到b”、“由b到a”）。图1中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图3中ab段导线所受磁场力的方向。
（2）线圈转过图2所示位置，用___________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。
（3）若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热。此过程机械能先转化为_____能再转化为______________能。
17．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的______（选填“发电机”或“电动机”），根据______原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向______（选填“相同”或“相反”）。
三、探究题
18．如图所示为小玲和小辉制作的一种直流电动机模型，他们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，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。
（1）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时_____（填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够_____；
（2）可以通过改变_____（填一种方法）方向，改变线圈的转动方向；
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是_____，这时可进行的有效尝试是_____。
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参考答案
1．C
【详解】
A．若接触不良，则形成开路，电路中没有电流，形不成通电导体，所以，电动机始终不会工作，故A不符合题意；
B．若电压太低，则电流很小，磁场对其无法产生较大的动力，电动机会始终无法工作，故B不符合题意；
C．线圈平衡位置相当于开路，与A选项类似，电动机不会工作，但通过人手的拨动，使电动机越过平衡位置，就可以转动起来，故C符合题意；
D．若电流太小，与B选项类似，电动机始终无法工作，故D不符合题意。
2．AD
【详解】
A．线圈转动速度跟电流大小、线圈匝数、磁场强度有关。换用磁性更强的磁体，磁场增强，线圈转得更快，干电池用久了后，干电池的内阻增大，电流减小，线圈转速将变慢，故A正确；
B．铜质导线绕成线圈后放在电池上，即电路中有电源，可以有电流，线圈成为通电导体，这个现象的原理是：线圈在磁场中受力而转动，故B错误；
C．同样长度和粗细的镍铬合金线比铜线的电阻大，在电源电压一定时，电流变小，即线圈会转速变慢，故C错误；
D．线圈与正极间的摩擦大、则转动速度小，线圈与正极间摩擦小、则转动速度大，所以线圈与正极间摩擦大小影响转速的快慢，故D正确。
故选AD。
3．C
【详解】
直流电动机的转动方向和流过线圈电流方向以及磁场方向有关，所以若使线圈转动方向发生改变，应该改变电流方向或磁场方向之一即可，若同时改变，转动方向不变，故ABD错误，C正确。
4．C
【详解】
A. 将接在电池正负极上的两条导线对调，改变了电流的方向，那么导线AB将向右运动；故A可行，不符合题意；
B. 将N、S极位置对调，那么导线AB将向右运动，故B可行，不符合题意；
C. 将金属棒AB水平翻转180°导线AB中的电流方向和磁场方向不变，AB不会向右运动；故C不可行，符合题意；
D. 将蹄形磁铁的N、S极对调后，磁场方向改变，把连接在滑动变阻器上的两条导线对调不会影响电流的方向，故AB运动的方向改变；故D可行，不符合题意。
故选C。
5．D
【解析】
【详解】
通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。因此题中利用通电线圈在磁场中受力而转动的只有电动机；故ABC项错误，D项正确；
6．A
【详解】
A．电饭锅工作时电能转化为内能，电饭锅是利用电流热效应工作的，故A符合题意；
B．利用排气扇通风换气是电动机的工作，是通电导体在磁场中受力，故B不符合题意；
C．手机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
7．C
【详解】
换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向．
故C正确。
8．B
【解析】
试题分析：直流电动机是利用了通电导线在磁场中受力的作用，当线圈转到平衡位置时，线圈受力平衡，不会继续转动，要能使线圈持续转动，必须要安装换向器。若换向器与电刷未接触，则即使拨动线圈，也无法转动；若启动时线圈恰好在平衡位置，轻轻拨动线圈，使线圈偏离平衡位置就可以转动了；若轴与轴架间摩擦太大，即使转动线圈也无法持续转动；电源正负极接反了，线圈转动方向会相反。
考点：安装直流电动机
9．A
【解析】
A. 只改变电流方向，线圈转动方向改变，故A正确；
B. 只改变电流大小，线圈受力大小改变，转动方向不变，故B错误；
C. 换用磁性更强的磁铁，线圈受力变大，受力方向不变，故C错误；
D. 对换磁极同时改变电流方向，此时线圈的转动方向不变，故D错误；
故选A。
点睛：根据磁场对电流的作用力可知，要改变线圈的转动方向，可以改变电流方向或改变磁场方向，如二者同时改变，转动方向不变。
10．C
【分析】
当叶片的形状不规则时，电机带动它高速转动时，才会产生振动。
【详解】
叶片对称分布时，转动后转轴是不会振动的。而当其非对称分布时，叶片转动起来后，由于惯性总要向其运动的切线方向飞出，使转轴不断改变位置从而发生振动，并带动手机整体振动。
四个答案中，只有C是不平衡的，电机带动它高速转动时，才会产生振动。
故选C。
11．A
【详解】
由左手定则可知，磁场力的方向由磁场及电流的方向决定，所以：
A. 只将电流方向改变时，则大拇指的方向也要反向，即磁场力的方向反向；
只将磁场方向改变，则大拇指所指的方向反向，即磁场力的方向反向，故A正确。
B. 改变磁场的强弱，不会改变磁场力的方向，故B错误。
C. 同时改变电流方向和磁场方向，大拇指的指向不变，即磁场力的方向不变，故C错误。
D. 改变线圈的匝数，不会改变磁场力的方向，故D错误。
12．C
【详解】
如图所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动，此时电动机相当于发电机，把机械能转化为电能，发电机是利用电磁感应制成的，是磁生电，转动停止，灯泡就熄灭。故②③④正确。
故选C.
13．（1）换向器； （2）磁场或电流； （3）磁场太弱
【分析】
（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
（2）该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为了让线圈持续的转动下去，即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去，这项任务由换向器完成；
（3）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此要从这两方面入手考虑；
（4）线圈不转动的原因可能是无电流、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置．
【详解】
(1)将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用等同于直流电动机的换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去；(2)要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；
(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。
14．线圈在平衡位置 换向器与电刷接触不良或摩擦太大 磁铁磁性太弱
【详解】
直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它的转动方向与磁场方向和电流方向有关；它的转动速度与磁场的强弱和电流的大小有关。当闭合开关线圈均不转时，若小敏用手轻轻一推转子，线圈就转动起来，则说明她的线圈不转的原因是：线圈在平衡位置，此时线圈中无电流，线圈不受力的作用；若小明用手轻轻把电刷（铜片）弯曲一下，线圈就转动起来，则说明她的线圈不转的原因是：换向器与电刷接触不良（或摩擦过大）；若小科在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则说明她的线圈不转的原因是：磁铁磁性太弱。
15．通电线圈在磁场中受到力的作用 换向器
【详解】
[1]电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力能够转动。
[2]换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去，解决了线圈连续转动和导线缠绕问题。
16．由a到b 改变电流方向 电、内（热）
【分析】
（1）电动机的原理是：通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次；
（2）发电机的原理是：电磁感应现象，即所产生的感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关．
【详解】
(1)由于电流从电源的正极出发，故此时图1中ab的电流方向是由a到b；在图3中，由于电流的方向和磁场的方向均没有改变，故此时线圈所受力的方向仍不变，即力的方向仍是向上的，如图：
(2)据图2能看出，再向下转动，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈中的受力方向，所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动；
(3)若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，此时相当于一个发电机，即能产生电能，故是将机械能转化为电能的过程；同时电阻发热，这是电流的热效应，该过程是将电能转化为内能的过程。
17．电动机 通电导体在磁场中受到力的作用 相同
【详解】
[1][2]闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理，根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的。
[3]由于电磁铁和线圈处于同一个电路，则只将电源的正负极互换，则流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
18．切断线圈中的电流 利用惯性继续转动 电流 （或磁场） 磁场太弱（或电流太小） 换用较强的磁场（或增加电池节数）
【详解】
试题分析：（1）该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为了让线圈持续的转动下去，即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去，这项任务由换向器完成；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此要从这两方面入手考虑；
（3）线圈不转动的原因可能是无电流、电流太弱、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置等．
解：（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，通过线圈的惯性转动半周，从而保证了线圈持续的转动下去；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等，可进行有针对性的偿试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置等．
故答案为（1）切断线圈中的电流；持续转动；
（2）电流（或磁场）；
（3）磁场太弱；换用较强的磁场（后两空合理即可）．答案第1页，共2页
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