北师大版九年级年级全一册14.6直流电动机同步练习（有解析）

14.6 直流电动机 同步练习
一、单选题
1．小科发现教室的投影幕布有一个开关，通过控制可以使幕布上升或下降。请教科学老师后得知，内部安装了一个电动机。于是他用单刀双掷开关及其它元件设计了如下四个电路图，其中能通过开关的转换而实现幕布升或降的是（　　）
A． B．
C． D．
2．物理改变世界，科技改变生活。如图所示为某一款扫地机器人，下列说法中正确的是（　　）
A．扫地机器人使用的集成电路芯片使用了超导材料
B．扫地机器人在自主充电过程中，化学能转化为电能
C．扫地机器人在扫地过程中，其无刷电动机工作时将机械能转化为电能
D．扫地机器人的外壳由塑料制成，是一种能够不导电的绝缘材料
3．如图所示，对于图中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲玻璃筒内空气被压缩时，空气内能增大，与四冲程汽油机的压缩冲程原理相同
B．图乙电风扇吹风是将机械能转化为电能
C．图丙两个底部光滑的铅柱紧压结合在一起说明分子间没有斥力
D．图丁是柴油机的做功冲程，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
4．电风扇是我们生活中常见的电器，下列说法正确的是（　　）
A．人们吹风扇时感觉到凉快，是因为电风扇工作降低了周围空气的温度
B．风扇底盘做得又大又重可以提高风扇的稳度，保证风扇不易倾倒
C．电风扇的工作原理是电磁感应现象
D．小明将一个纸条放在工作的风扇下方，发现纸条向上飘起，这是因为流体流速越快压强越大
5．下列说法正确的是（ ）
A．内能小的物体可以将热量传给内能大的物体
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．电动机工作时利用了电磁感应的原理
D．磁感线密集的地方磁场强，磁感线可以相交
6．我们每一位同学家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电动机．电动机是根据下列哪种现象制成的
A．通电导体在磁场中受到力的作用 B．电流周围存在磁场
C．磁场对放人其中的磁体产生磁力的作用 D．电磁感应现象
7．在探究“让线圈转起来”的实验中，小明用永磁铁、一节干电池、线圈、金属支架组装了如图所示的装置，用绝缘胶带将支架固定在电池两端，将磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去一半后，放在支架上，线圈即可持续转动，关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．这个装置与发电机的工作原理相同 B．线圈转动过程中，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，线圈的转动方向可以改变
8．如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
9．一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则它开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈正好处于其平面与磁场方向垂直的位置
B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强或线圈中的电流不够大
D．线圈内部断路
10．氢燃料电池汽车是用氢燃料电池为电动机提供能量，该电池是通过电解水的逆反应而不是采用燃烧的方式获得能量，能量转化率可达60%~80%，则（　　）
A．电动机原理是电流的磁效应 B．电动机将机械能转化为电能
C．氢燃料电池将化学能转化为电能 D．氢燃料电池的效率比汽油机低
二、填空题
11．如图所示，插电混合动力汽车在电动模式下用电动机驱动时，其能量转化的情况是______。
12．在探究“让线圈转起来”的实验中，小明用永磁铁、一节干电池、线圈、金属支架组装了如图所示的装置，用绝缘胶带将支架固定在电池两端，将磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去一半后，放在支架上，线圈即可持续转动，这个装置与______的工作原理相同（选填“电动机”或“发电机”），只改变电流的方向，线圈的转动方向______改变。（选填“会”或“不会”）。
13．电动机的主要部件是________和________，它利用________________________的原理使线圈转动．
14．如图所示是沈老师制作的简易教具。螺丝尖与电源正极相连，下部紧吸在一柱形强磁体上，当一根导线分别与电池的负极和强磁体相碰时，螺丝将发生高速旋转，据此，我们可以判断螺丝是由______ (选填“导体”或“绝缘体”)材料制作，运动时此螺丝将______能转化为机械能。
15．如图所示是新一代代步工具——电动平衡车，其核心部件是电动机，它的工作原理是 _____ 。
三、综合题
16．如图所示的实验装置是用来探究__________________(选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”)的．利用该实验装置，同学们进行了如下操作：
(1)将导线ab放在磁场中，接通电源，让电流流过导线ab，会观察到导线ab向右运动；保持磁感线方向不变，如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向左运动．上述现象说明：①通电导线在磁场中受到________的作用；②通电导线在磁场中的受力方向与______________有关．
(2)在(1)中，若不对调电源正、负极，将蹄形磁体N、S极对调，会观察到导线ab向左运动．这个现象说明：通电导体在磁场中的受力方向与________有关．
(3)在(1)中，若将磁感线方向和电流方向同时改变，会观察到导线ab仍向右运动，说明同时改变磁感线方向和电流方向________(选填“能”或“不能”)改变通电导线在磁场中的受力方向．
17．电动平衡车，又叫体感车，其工作原理是系统以姿态传感器（陀螺仪、加速度计）来监测车身的俯仰状态变化率，通过高速微控制器计算出适当数据和指令后，电动机驱动车前进或后退，同时保持车体平衡，因此，驾驶人只要改变自己身体的角度，往前或后倾，电动平衡车就会根据倾斜的方向前进或后退，而速度则与驾驶人身体倾斜的程度成正比．为避免失控，倾斜角度最大为30度．
下表是一种电动平衡车的部分参数：
动力来源 锂电池 最高车速 18km/h
工作电压 60V 最高车速行驶里程 27km
正常工作电流 1A 能量转化效率 约90%
最大载重 112kg 固定频率 150kHz
（1）电动平衡车启动后会将电能主要转化为_____能．
（2）当驾驶人向前倾斜角度增加时，电动平衡将_____
A、加速 B、减速 C、停止 D、功率减小
（3）驾驶人向前倾斜角度为30度时，电动平衡车的速度为_____km/h．
（4）电动平衡车充满电后，沿平直公路以最高车速正常匀速行驶时，根据表格中的参数可以算出电动平衡车所受的阻力为_____N．
18．阅读材料，回答问题．
血液是人体输送氧气与营养的主要载体，心脏就像发动机，为这一输送提供了动力．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环．如图甲是
该装置的示意图，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启．手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图乙所示．使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度．
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n的关系．n为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值，测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表．
研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越快，受到的阻力越大，心脏的负担就越重．
（1）甲图中，当线圈中的电流从B流向A时，活塞向___________（选填“左”或“右”）运动，血液从___________（选填“S1流出”或“S2流入”）．
（2）电磁血流计的原理与___________（选填“电动机”或“发电机”）的原理相似．利用电磁流量计___________（可以／不可以）测量某食用油管道中油的流量．
（3）图乙中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将___________（选填“不变”或“相反”），若某次测得血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s，则对应血管的横截面积为___________m2．若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时，血管内血液匀速流动的速度应为___________m/s．
（4）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化．若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率P=___________.
（5）交警常根据司机呼出的气体检测血液中的酒精含量，检测原理如图丙所示，电流表示数反映酒精浓度大小，R0为定值电阻，D为陶瓷气敏传感器，其电阻的倒数与气体中酒精蒸气浓度c的关系如图丁所示．则当气体中酒精蒸气的浓度增大时，气敏传感器两端电压将___________（选填“增大”或“减小”）；若电池用久后电压减小，将会使测得的酒精浓度___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
19．目前，各个国家的环境污染已经很严重了，所以“节能减排”已是全球性的话题．
（1）目前我们国家提倡“低碳生活”，实际上是为了节约能源和保护环境．下列说法中符合“低碳生活”理念的是_______．
A．为了卫生而使用一次性碗筷
B．为了方便而使用一次性塑料袋
C．上学时能骑单车就尽量不坐家里的汽车
D．多用洗衣机洗衣服．少用手洗
（2）如何减少能耗、提高汽车发动机的效率也越来越受到人们的重视．小明家的汽车发动机是汽油发动机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化为______，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．小明从爸爸那里了解到他家的汽车在高速公路上每匀速行驶100 km．平均耗油6 kg，则汽车的效率为_____(已知汽车受到的阻力为600 N，汽油的热值为4.6×107 J/kg)．
（3）小花家今年购买了一辆电动车，它的主要部件是电动机，电动机的工作原理是_____________________________________________．电动车的电源采用的是48 V的电压，如果使用12 V的铅蓄电池，则应将_____个铅蓄电池_______联．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
AB．两开关并联，接1或2电流方向不变，故电动机旋转方向不变，故AB错误；
C．开关接1时电动机和左边的电阻并联后再和右边的电阻串联，电流由下面流进电动机，
开关接2时电动机和右边的电阻并联后再和左边的电阻串联，电流由上面流进电动机，故接
1或2时电动机的电流方向发生改变，电动机转动方向改变，实现升降功能，故C正确，故选C；
D．接1或2时，电动机被短路，都不能工作，故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．集成电路芯片主要使用半导体材料，故A错误；
B．自主充电过程中，是将电能转化为电池的化学能，故B错误；
C．扫地过程中，是将电能转化为机械能，故C错误；
D．为了保护人体不触电，扫地机器人的外壳为绝缘材料，故D正确。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
A．图中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气的内能增加，温度升高，机械能转化为内能，与压缩冲程的原理是相同的，故A正确；
B．电风扇工作时将电能转化为机械能，故B错误；
C．图丙两个底部光滑的铅柱紧压结合在一起只能说明分子之间存在相互作用的引力，并不能说明分子间没有斥力，故C错误；
D．图中汽缸顶部有个火花塞，是汽油机，气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减小，故D错误。
故选A。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．吹风扇感觉凉快是吹风加快人体表面空气流速，让人体表面的水分蒸发加快，而蒸发过程吸热，所以感觉凉快，故A错误；
B．风扇底盘做得又大又重，可以降低风扇的重心，提高稳度，让风扇不易倾倒。故B正确；
C．电风扇是靠电动机工作带电扇叶转动的，而电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而不是电磁感应现象，故C错误；
D．将纸条放在工作的风扇的下方，纸条向上飘起，是因为纸条上方空气流速大，压强小，而下方空气流速小，压强大，于是产生一个向上的压力，将纸条托起，故D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
A．热传递的方向是热量从温度高的物体向温度低的物体传递，如果内能小的物体温度高，则内能小的物体可以将热量传给内能大的物体，故A正确；
B．无论用什么燃料，热机都不可能将燃料释放的热量全部转化为有用功，热机效率不可能达到100%，故B错误；
C．电动机工作时利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理，发电机工作时利用了电磁感应原理，故C错误；
D．磁感线密集的地方磁场强，因为磁场中同一位置磁场方向是唯一的，故磁感线不可能相交，故D错误。
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故A符合题意；电流周围存在磁场，是电流的磁效应，这一现象是电磁铁的原理，故B不符合题意；磁场的基本性质是对放人其中的磁体产生磁力的作用，故C不符合题意；电磁感应现象是发电机的原理，故D不符合题意，故选A．
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．线圈通电后可持续转动，说明通电导体在磁场中受力的作用，与电动机的原理相同，故A错误；
B．线圈转动过程中，消耗电能，产生机械能和内能，故B错误；
CD．通电导体在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故只改变电流的方向或磁场的方向，线圈的转动方向会发生改变，故C错误，D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
A. 线圈转动方向可通过改变电流方向或者磁场方向来改变；
B. 电动机不转，存在原因很多，短路、断路等均有可能；
C. 消耗的电能部分转化为机械能，部分因发热转化为内能；
D. 连续转动时靠A、B两个电刷改变线框中电流方向实现的；
9．A
【解析】
【详解】
用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，这说明了电路没有断路，也没有接触不良，也不可能是磁铁的磁性不强或线圈中的电流不够大，只有可能是线圈正好处于其平面与磁场方向垂直的位置，相对的两边受力大小相等，方向相反，并处于同一条直线上，从而使线圈不能转动，故选A。
10．C
【解析】
【详解】
A．电动机原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．电动机将电能转化为机械能，故B不符合题意；
C．氢燃料电池将化学能转化为电能，故C符合题意；
D．氢燃料电池的效率高，氢燃料电池是直接通过化学方式将化学能转换为电能，不需要通过内能和机械能的中间转换，而汽油机效率在30%左右，故D不符合题意。
故选C。
11．电能转化为机械能
【解析】
【详解】
混合动力汽车在电动模式下用电动机驱动时，消耗电能使汽车前进，把电能转化为汽车的机械能。
12． 电动机 会
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图组成是电动机模型，原理是通电导线在磁场中受力的作用。
[2]通电导线受力方向与磁场方向和电流方向有关，当改变电流方向时，受力方向改变，电动机转向改变。
13． 定子 转子 通电导体在磁场中受到力的作用
【解析】
【详解】
电动机的主要部件是定子和转子，电动机的原理：通电导体在磁场中受力的作用．
14． 导体 电
【解析】
【详解】
[1][2]由题意知当电路中有电流时，螺丝会在柱形强磁体上高速旋转，因此，此装置是利用通电导体在磁场中受力而转动，螺丝是导体材料制成的，运动时，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。
15．通电线圈在磁场中受力而运动
【解析】
【详解】
电动机是利用通电线圈在磁场中受力而运动的原理制成的。
16． 磁场对通电导线的作用 力 电流方向 磁感线方向 不能
【解析】
【详解】
（1）观察图像可知，该装置是研究通电导线在磁场中受到力的作用，即磁场对通电导线的作用．接通电源后，发现导线ab运动说明通电导线在磁场中受到力的作用，同时如果把电源正、负极对调后接入电路，导体中电流的方向改变，在磁场方向不变的情况下，其受力方向也改变，所以运动方向改变，说明通电导线在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（2）如果不对调电源正、负极，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，导体中电流方向不变，但磁场方向改变，所以其受力方向改变，导体的运动方向也发生改变，这一现象说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；
（3）若将磁感线方向和电流方向同时改变，会观察到导线ab仍向右运动，说明同时改变磁感线方向和电流方向时不能改变通电导线在磁场中的受力方向．
17． 机械 A 18 10.8
【解析】
【详解】
(1)电动车行驶中消耗了电能，增加了物体的动能，即机械能；同时有少量的内能产生；
(2)驾驶人只要改变自己身体的角度，往前或后倾，电动平衡车就会根据倾斜的方向前进或后退，而速度则与驾驶人身体倾斜的程度成正比；当驾驶人向前倾斜角度增加时，电动平衡将加速，故选A；
(3)倾斜角度最大为30度时，速度最快，由表格可知，最大速度为18km/h；
(4)最大功率为：P=UI=60V×1A=60W,则转化为机械能的功率为：=P=60W90=54W
牵引力：F===10.8N，由于车做匀速直线运动，所受阻力f=F=10.8N.
18． 右 S1流出 发电机 不可以 相反 5×10-4 0.212（或0.21176） 4P0 减小 偏小
【解析】
【详解】
试题分析：（1）当线圈中的电流从B流向A时，由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同磁极相互排斥，故活塞右移，S1打开，S2闭合，血液从S1流入．
（2）血液流动就会有微弱的电流流过仪表显示出血流速度，机械能转化为电能，故与发电机原来相似；电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的,而食用油是绝缘体,因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量．
（3）图乙中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将相反；已知v=0.2m/s，血流量为，所以血管的横截面积；若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时，由题意知，正常的血流速度v=0.18m/s，要使流过的液体相等，则有，血管变细后的血液流速：．
（4）要保证血液匀速运动，则有f=F=kv，，
由功率公式可得，，当n=1时，，当n=0.5时，
，所以．
（5）由图传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度成反比，浓度C越大，电阻越小，电流越大，两端的电压越大，因为电源电压不变，所以气敏传感器两端的电压变小；电池用的时间长了，电压降低，内阻变大，电路中电流变小，则导致测得的酒精浓度偏低．
考点：直流电动机的构造和工作过程，速度公式及其应用，欧姆定律
19． C 机械能 22% 磁场对通电导体具有力的作用 4 串
【解析】
【详解】
（1）“低碳生活”指的是生活作息时所耗用的能量要尽量减少，特别是减少二氧化碳的排放量，减缓生态恶化，主要是从节电、节能和回收三个环节来改变生活细节；少用一次性木筷能减少森林的砍伐，防止废旧筷子对环境造成的污染，提倡使用一次性木筷是错误的说法，故A不符合题意；提倡使用一次性塑料袋会间接消耗大量能源并产生污染物，故不符合题意；骑自行车或步行上下班能减少交通工具的使用，减少石油化石的利用，从而减少二氧化碳的排放，故符合题意；使用洗衣机洗衣服，既浪费电能，也多用水，故D不符题意，故选C．
（2）燃料燃烧放出的能量不可能全部转化为有用的机械能，而是大部分损失了，废气带走热量、机械散热耗能和克服摩擦耗能，小明家的汽车发动机是汽油发动机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化为机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．
根据题意知道，牵引力做的功：W=Fs=fs=600N×100×103 m=6.0×107 J，由Q放=mq可得，消耗汽油释放的能量是：Q放=6kg×4.6×107 J/kg=2.76×108，由η=W/Q放×100%可得汽车的效率是：η=W/Q放×100%=6.0×107 J/2.76×108J×100%=22%；
（3电动机的工作原理是：磁场对通电导体具有力的作用；电动车的电源采用的是48V的电压，所以需要将12V的蓄电池48V/12V=4个串联使用．
答案第1页，共2页
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