20.4 电动机 练习题2021——2022学年人教版九年级物理（有答案）

2021——2022学年度人教版九年级物理 第二十章 电与磁 20.4 电动机 练习题
一、单选题
1．黄岛地铁一号线已全线开通，青岛市地铁网络正逐步完善，我们的交通出行也将更加便捷，下列说法正确的是（　　）
A．地铁通过电动机驱动，将机械能转化为电能
B．地铁站内照明灯可以同时打开或关闭，所以他们是串联的
C．地铁站内扶梯上的扶手是橡胶制品，属于绝缘体
D．地铁站内通过刷卡过闸进站，是利用了电流的热效应
2．图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（ ）
A．甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同 B．乙图的原理可以制成电动机
C．丙图可以说明电流具有磁效应 D．丁图可以说明磁场对电流有力的作用
3．图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
4．小明用图示实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，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．将蹄形磁体的N、S 极对调
C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动
5．如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，用Fab，Fcd，Fa'b'，Fc′d′分别表示图乙丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（　　）
A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下 B．Fab竖直向上，Fcd竖直向下
C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下 D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上
6．矩形铜线框在某磁场中的位置如左图所示，电流I1从O点流入线圈，从P点流出，流出的电流为I2，AB段受到的磁场力方向向上，则（　　）
A．电流I1大于I2
B．CD段受到的磁场力方向向下
C．让线圈转180 到右图位置，AB段受到的磁场力方向向下
D．让线圈转180 到右图位置，CD段受到的磁场力方向向上
7．如图所示是智能扶手电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，当有人乘梯时，压敏电阻受压阻值变化改变线圈中电流，引起电磁铁磁性强弱变化，使得电磁继电器动触点的位置变动电动机转速加快：当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电。下列选项正确的是（　　）
A．电磁铁上端是 N 极 B．电磁铁的工作原理与发电机的工作原理相同
C．R的阻值随压力的增大而减小 D．电动机的工作原理是电磁感应
8．如图所示，扬声器是把电信号转化为声信号的装置，工作时线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流．下列说法中错误的是（ ）
A．线圈中通入的是方向变化的电流，所以锥形纸盆来回振动，产生声音
B．锥形纸盆振动越快，产生的声音音调越高
C．锥形纸盆振幅越大，产生的声音响度越大
D．扬声器工作过程利用的是电磁感应原理
二、填空题
9．小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW.h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为________kW.h，电动机线圈产生________J的热量。
10．如图所示，若一束电子沿着图示方向高速穿过蹄形磁体的磁场时________(选填“会”或“不会”)偏转，理由是__________________，________________________．
11．线圈abcd转动过程中经过如图甲、乙所示位置时，导线ab所受磁场力的方向________(选填“相同”或“相反”)，原因是________________________．
12．如图所示，线圈位于磁场中，当K与1接通时，段导线中电流方向为__（选填“ “或“”），段导线受磁场力的方向竖直向上，请在图中画出此时段导线受到的磁场力__；当K改为与2接通时，段导线受磁场力方向__。
13．某校刚刷完地坪漆的地下室内。弥漫着刺鼻的油漆味。为加快排出易燃、有毒气体，兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直流电动机的工作原理是______。在讨论时，物理老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相______（平行/垂直）的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。
14．小刚将“220V100W”的灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近 灯泡的玻璃泡，如图所示，他发现发光的灯丝晃动了，这是因为_________;该灯正常工作lh消耗的电能是_______J,能使标有“3000r/KW·h”字样电能表的转盘转过_______圈，如将两个相同的灯泡串联在家庭电路中，则其中一只灯泡的实际功率是______ (不考虑灯丝电阻的变化）
三、作图题
15．如图所示，图甲是探究电磁感应现象的实验电路，图乙是探究磁场对电流的作用的实验电路，请你在甲、乙两图中的A、B两处填上合适的元件符号
16．某班的物理实践小组在装好直流电动机模型后，设计了一个通过改变电动机的转动方向及转速使重物上升或下降的电路，如图所示，有一个单刀双掷开关（触片K接通a或接通b），只有两个电源．请你完成电路图的连接（操作过程中不得改变电路中的接线）。
四、实验题
17．小辉利用如图甲所示的装置进行电磁学实验。
①在图甲所示的实验中，闭合开关前，可观察到磁场中的金属棒ab静止在水平导轨上。
②闭合开关后，可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向左运动。
③若只对调电源正负极接线，再闭合开关，可以观察到磁场中金属棒ab会在水平轨道上向右运动。
④若只把蹄形磁体上下磁极调换一下，再闭合开关，可以观察到磁场中金属棒ab会在水平轨道上向右运动。
（1）通过比较①②可得：______对通电导体有力的作用。
（2）通过比较②③可得：通电导体在磁场中受力的方向与______有关。
（3）通过比较②④可得，通电导体在磁场中受力的方向与______有关。
（4）小辉在课下制作了如图乙所示的“神奇转框”，金属框的上部中央位置与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，于是金属框就可以绕电池转动起来，金属框在转动的过程中是将电能转化为______能，请你判断制作柱形物的材料应具有较好的______性和磁性。
18．在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在______，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关前，导体______，闭合开关后，导体______，说明磁场对通电导体有力的作用。
（3）断开开关，将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向______，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向______，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，______（能/不能）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
19．在“探究电流与电阻的关系”实验中，电源电压保持不变
(1)检查器材时，在电流表的左侧观察到指针恰好指在零刻度线处，如果直接用该电流表测电流，测量值与真实值相比会 ______ （选填“偏大” “偏小”或“相等”）；
(2)如图甲所示，电路中有一根导线连接错了，请在该导线上打“×”，然后画出正确的连线 ( ) ；
(3)选择5Ω的定值电阻，正确连接电路进行实验。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最 ______ 端（选填“左”或“右”）。闭合开关，移动滑片使电压表的示数为U1，此时电流表的示数如图乙所示，电流为 ______ A；
(4)滑动变阻器滑片位置不变，将5Ω电阻换成10Ω电阻，继续实验，为使电压表的示数保持U1不变，应向 ______ （选填“左”或“右”）移动滑片；
(5)实验结束后，小明利用图丙所示原理，制作了简易电流表：导体可以在水平光滑轨道上左右滑动（轨道电阻忽略不计），导体与水平弹簧相连，弹簧由绝缘材料制成，整套装置处于竖直方向的均匀磁场中。电流表接入电路前，弹簧不受力，在导体与轨道的接触点处画一个刻度线，标记为“0A”。当电流表正确接入电路，导体受到磁场力的方向水平向右，电流每增加0.1A，磁场力就增大1N，弹簧就伸长2cm，在导体与轨道的接触点处就增加一个刻度线，相邻两个刻度线之间的长度表示“0.1A”的电流。当弹簧被拉伸至最大弹性限度时，弹簧的弹力为20N，则该电流表的量程为 ______ A，若用此电流表测量电流时，发现弹簧被向左压缩，原因可能是 ______
五、综合题
20．阅读短文，回答问题。
超市电动搬运车
如图甲所示是超市常用的一种电动搬运车，用于超市卖场与库房间的货物运输及提升。
下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙。当闭合开关S1时，提升电动机M1工作，将货物提升到指定高度。当闭合开关S2时，进退电动机M2工作，驱动搬运车前进或后退。电源是电压为36V的蓄电池组，当电池容量低于满容量的10%时，会报警提醒，返回充电座充电。电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。（g取10N/kg）
型号 自重 最大载货量 蓄电池电压 蓄电池容量 提升电机 额定电压 /额定功率 进退电机 额定电压 /额定功率 电机 效率
PTE20X 0.4t 2t 36V 100Ah 36V/800W 36V/900W 80%
（1）搬运车既能前进又能后退，是通过改变电动机中的_____（选填“电流方向”或“磁场方向”）来改变电动机转动方向的，搬运车在提升重物过程中主要将电能转化为_____。
（2）下列关于对搬运车的蓄电池的说法正确的是_____。
A．蓄电池充足电一次，消耗的电能约3.6×105J
B．蓄电池组充电时，电能转化为化学能
C．蓄电池放电的过程中，蓄电池相当于用电器
D．蓄电池组是由若干节蓄电池并联组成的
（3）利用搬运车将1×103kg的货物放至货架，闭合开关_____（选填“S1”、“S2”），货物向上匀速竖直提升15s，则消耗的电能为_____J，货物被提升了_____m。
（4）搬运车上有显示所载货物质量的仪表，其电路如图丙所示，电源电压24V，电流表（0~0.6A），滑动变阻器R2（60Ω 1A），压敏电阻R1的阻值与所受压力F的关系如图丁所示，由电流表改装的“质量表”显示盘上的刻度在最_____边是最大值（选填“左”或“右”），为了确保此电路能安全工作，R2的阻值应至少调至_____Ω，若在使用过程中不小心将R2接入电路的电阻调大，那么“质量表”显示的所载货物质量比实际值偏_____（选填“大”或“小”）。
（5）搬运车检测到电池容量低至10%时会报警提示返回充电。若返回过程中受到的阻力为车自重的0.3倍，剩余电池容量20%的能量可供搬运车克服阻力做功，为确保搬运车能顺利返回充电，需要充电时搬运车离充电座最远_____m。
21．随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
项目 指标参数
工作电压 12V
净重 4kg
最大集尘量 1kg
功率 30W
电池容量 2000mAh
(1)扫地机器人内部的核心部件电动机的工作原理是__________；其吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强_________（选填“变大”、“不变”或“变小”），从而使杂物进入吸尘器；
(2)扫地机器人正常工作时的电流是_________A； 电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时，若充满电后，可供机器人持续正常工作_________h；
(3)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人运动的速度为_________m/s；
(4)机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为_________m。
【参考答案】
1．C 2．D 3．D 4．B 5．D 6．D 7．C 8．D
9． 0.05
10． 会 带电粒子的定向运动会形成电流 磁场对电流会产生力的作用
11． 相反 磁场方向不变，电流方向改变
12． 竖直向下
13． 通电线圈在磁场中受力转动 垂直
14． 磁场对电流有力的作用 3.6×105 300 25
15．
16．
17． 磁场 电流方向 磁场方向 机械 导电
18． 磁场 静止 运动 相反 相反 不能
19． 偏小 或 或 右 0.38 右 0-2 电流方向改变（电流表正负接线柱接反 或电流从负接线柱流入 或磁场方向改变 或磁体NS极颠倒））
20．电流方向 机械能 B S1 1.2×104 0.96 右 32 小 216
21．通电线圈在磁场中受力转动（或磁场对电流的作用） 变小 2.5 0.8 0.6 172.8