【卷16】 第二十章 第4节 电动机——2021～2022学年九年级物理下册同步作业练习（含解析）

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第二十章 电与磁
第4节 电动机
基础达标练
知识点1 磁场对通电导线的作用
1.在探究“通电导体在磁场中受力的方向与哪些因素有关”时，小丽同学做了三组实验，如图所示。其中，AB是通电导体的一部分，导体上的箭头表示电流方向，F表示导体受力的方向，N、S表示磁体的两极。
(1)通过实验甲和乙可知，通电导体在磁场中受力的方向与________的方向有关。
(2)通过实验________和________可知，通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向有关。
2.如图所示，将导线ab放在磁场中，接通电源后，观察到导线ab向右运动。若要使其向左运动，下列方法可行的是 ( )
A.增大电路中的电流 B.换用磁性更强的蹄形磁体
C.将电源的正、负极对调 D.同时对调蹄形磁体的两极和电源的正、负极
3.如图所示，用漆包线绕制成线圈，将引线一端的漆皮全部刮去，另一端刮去一半后放入磁场。接通电源后，下列说法正确的是 ( )
A.线圈持续来回摆动 B.线圈沿固定方向持续转动
C.线圈中的电流方向交替变化 D.线圈始终受到磁场力的作用
知识点2 电动机的基本构造
4.如图所示，将通电线圈置于两磁极间进行实验。
(1)通电后，图甲中ab段导线的电流方向是________(选填“由a到b”或“由b到a”)。
(2)图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上，请你用箭头标出图丙中ab段导线所受的磁场力。
(3)当线圈刚刚转过如图乙所示的位置时，用________________________的办法可使线圈在磁场力的作用下继续顺时针转动至少半周。
5.某通电线圈在磁场中受力转动，在摆动几下后停在了某一位置。关于此位置的线圈，下列说法正确的是 ( )
A.不受磁场力的作用 B.受平衡力 C.一定没有电流通过 D.所在平面与磁感线平行
6.电冰箱、电风扇和洗衣机等家用电器，其主要部件都是电动机。电动机的工作原理是 ( )
A.磁场对放入其中的磁体会产生力的作用 B.电流的热效应
C.通电导线在磁场中受到力的作用 D.电流的磁效应
7.如图所示，在直流电动机的工作过程中，________起到了关键的作用，它能使线圈在刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的________,从而实现通电线圈在磁场中的持续转动。电动机工作时是将电能转化为________能。
重点提升练
8.如图所示是我国自主研发的电磁炮。它是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点，其工作原理是磁场对通电导线的作用。下列设备和电器中，与电磁炮的工作原理相同的是 ( )
A.电铃 B.电饭煲 C.电钻 D.电磁起重机
9.在“让线圈转起来”的实验中，小明用磁体、一节干电池、线圈和金属支架组装了如图所示的装置。小明用绝缘胶带将支架固定在电池两端，将磁体放在电池侧壁上，再将线圈引线一端的绝缘漆全部刮去，另一端只刮去一半，然后将其放在支架上，线圈即可持续转动。关于该装置，下列说法正确的是 ( )
A.这个装置与电磁铁的工作原理相同 B.线圈转动的过程中，机械能转化为电能
C.只改变电流的方向，线圈的转动方向不会改变 D.只改变磁场的方向，线圈的转动方向会随之改变
10.如图所示是由小灯泡和小型电动机组成的串联电路，电源电压合适。闭合开关后，做过某些处理的线圈缓慢持续转动起来，此时小灯泡的发光情况是 ( )
A.一直不发光 B.一直发光 C.时亮时灭 D.以上情况均有可能出现
11.使通电线圈abcd分别在不同的磁场中转动，如图甲、乙所示。已知图甲中导线ab所受磁场力的方向竖直向上。下列说法正确的是 ( )
A.图甲中cd边所受磁场力的方向是竖直向上的 B.图乙中cd边所受磁场力的方向是竖直向下的
C.图乙中ab边所受磁场力的方向是竖直向下的 D.这是电磁铁的工作原理图
12.如图所示是某种电流表的内部结构示意图，它的工作原理是通电导体在________中会受到的________作用，从而使指针发生偏转。如果只改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向________(选填“会”或“不会”)发生改变。
13.如图所示是物理课上陈老师为同学们展示的一个兴趣小实验。她将螺丝尖与电池的正极相连，螺丝下部紧贴在一柱形强磁体上。当用一根导线分别与电池的负极和强磁体接触时，观察到螺丝发生高速旋转。实验中螺丝发生高速旋转的原因是________________________________。若要改变螺丝的旋转方向，可以进行的操作是________________________________________。
14.一台额定电压为220V的电动机正常工作时，通过它的电流为5A,则电动机的额定功率是________W。若该电动机线圈的电阻为2Ω,则它正常工作10min产生的热量为________J。
核心素养练
15.阅读短文，回答问题。
如图是某次科技小发明展览会上的一个作品-电磁秋千(电磁摆)。电磁秋千的底部由一个线圈缠绕而成，将线圈放在磁场中，通电后线圈受到磁场力的作用就会转动，在重力和惯性的作用下，秋千便会来回摆动。
(1)给磁场中的线圈通电后，线圈就会转动，利用这一原理可以制成________________。
(2)给线圈通电后，电磁秋千开始摆动，它从最低处摆动至最高处的过程中，动能转化为________________。
(3)若想让电磁秋千摆得更高些，可以采取的办法是________________________________________。
《参考答案及解析》
第4节 电动机
1.(1)电流 (2)甲 丙
[解析]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。
2.C
[解析]若要改变通电导线的运动方向，就要改变通电导线在磁场中的受力方向，可以通过改变电流方向或磁场的方向实现。对调电源的正、负极可以改变电流方向。
3.B
[解析]该装置将线圈两端引线的漆皮其中一端全部刮掉，另一端只刮半周，所以它转动一周中只有半周有电流通过，即它只有半周受到磁场力的作用，另半周依靠惯性转动，就这样沿固定方向持续转动下去。
4.(1)由a到b
(2)如图所示电源
(3)对调磁极(改变磁场方向)
[解析]
(1)由图甲中电源的正、负极可以判断，通电后ab段导线的电流方向是由a到b。
(2)图丙中ab段导线中的电流方向依然是由a到b,磁场方向也没有改变，所受磁场力的方向和图甲中相同，方向向上。
5.B
[解析]通电线圈在磁场中会受到力的作用，且两边导线所受力的方向相反。当线圈转过平衡位置时，会在磁场作用下转回平衡位置，摆动几下后，线圈最终静止在平衡位置。此时线圈受平衡力，所在平面与磁感线垂直。
6.C
[解析]电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用。
7.换向器 电流方向 机械
[解析]直流电动机是通过换向器改变线圈中电流的方向来改变线圈的受力方向，从而使线圈能够持续转动下去。
8.C
[解析]电钻是利用电动机来工作的，电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用，与电磁炮相同。
9.D
[解析]该装置的工作原理是磁场对通电导线的作用，线圈在转动的过程中，将电能转化为机械能，而电磁铁的工作原理是电流的磁效应，两者不同。只改变电流的方向或磁场的方向，线圈受力的方向改变，转动方向改变。
10.C
[解析]由于线圈能够持续转动，说明引线的漆皮一端全部刮掉，一端只刮了上半周或下半周，所以线圈只有半周和电源接通，此时电路中有电流通过，灯泡亮；另半周线圈是断路，电路中没有电流通过，即此时的灯泡中没有电流通过，灯泡灭。综上可知，小灯泡是时亮时灭的。
11.B
[解析]如果电流方向或者磁场方向发生改变，通电导线的受力方向就会改变。已知图甲中导线ab所受磁场力的方向竖直向上。图甲中cd边的电流方向相比导线ab发生改变，所以图甲中cd边所受磁场力的方向改变，即竖直向下；图乙中cd边的磁场方向相比图甲中的导线ab发生了改变，所受磁场力的方向改变，即竖直向下；图乙中ab边的磁场方向和电流方向相比图甲中的导线ab都发生了改变，所受磁场力的方向不变，即竖直向上。
12.磁场 力 会
[解析]通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系。如果保持磁场方向不变，只改变电流方向，线圈受力的方向也会发生变化，指针的偏转方向就会改变。
13.螺丝通电后在磁场中受到力的作用 对调电池的正、负极(或翻转磁体)
[解析]螺丝是导体，通电后在磁场中会受到磁场对它的作用力，就会旋转起来。要改变转动方向，就要改变受力的方向，可以通过改变电流方向或磁场方向实现。
14.1100 3×104
[解析]电动机的额定功率P=UI=220V×5A=1100W。电动机正常工作10min产生的热量Q=I2Rt=(5A)2×2Ω×10×60s=3×104J。
15.(1)电动机
(2)重力势能
(3)换用磁性更强的磁体(或增加电池节数)
[解析]
(3)若想让电磁秋千摆得更高些，应增大磁场对电磁秋千的作用力，因通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小、磁场的强弱有关，所以可以采用增加电池节数或换用磁性更强的磁体的方法来增大作用力。
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