人教版九年级全一册20.4电动机同步练习（有解析）

人教版九年级全一册 20.4 电动机
一、单选题
1．物理学原理在生产、生活中有着广泛的应用，很多机器、设备都是根据物理学原理制成的。利用如图所示实验的原理可以制成（　　）
A．电磁继电器 B．电动机 C．内燃机 D．电磁铁
2．我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，当处于强磁场中的电磁弹射器内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。则电磁弹射器与下图中的装置工作原理一致的是（　　）
A． B． C． D．
3．下列机器中，不属于热机的是（ ）
A．洗衣机 B．柴油机 C．火箭 D．蒸汽轮机
4．通电直导线在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向、电流方向都垂直，磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；将左手放入磁场让磁感线从手心垂直穿过，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线所受磁场力的方向，如图甲所示。如图乙某区域内存在竖直向下的磁场，一个带负电的粒子某时刻的运动方向水平向右，则此时该粒子所受磁场力方向为（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．垂直于纸面向里 D．垂直于纸面向外
5．两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为，A对B的作用力为。下列说法正确的是（　　）
A．向右，向左
B．和是一对平衡力
C．只把导体A所接的电源正负极对调，则向左
D．只把导体B所接的电源正负极对调，则向右
6．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析不正确的是（　　）
A．旋转钥匙相当于闭合开关 B．电磁铁是利用电流的磁效应来工作的
C．电磁铁通电后电磁铁的上端为N极 D．电动机工作时将机械能转化为电能
7．我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是（　　）
A． B．
C． D．
8．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，另一端只刮去上半周或下半周。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，则电磁铁的上端是N极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，以下说法错误的是（　　）
A．若只将电源的正负极接线互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向相同
B．ab和cd边受到磁场的作用力时，作用力的方向一定相反
C．线圈转动过程中没有利用到惯性
D．线圈中电流时有时无
9．利用图实验所揭示的原理可制成（　　）
A．电动机 B．电磁铁
C．通电螺线管 D．电磁继电器
10．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
11．如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好，则（　　）
A．只有导线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有导线框B侧受到磁场对电流的作用
C．导线框A侧、导线框B侧均受到磁场对电流的作用
D．如只将强磁铁翻转放置，导线框转动方向不变
12．如图所示，将矩形铜线框ACDF上的B、E两点接入电路并放入磁场中，AB、BC、ED和FE段都受到磁场的作用力，下列哪两段线框在磁场中受力的方向相同（　　）
A．AB段与BC段 B．AB段与ED段 C．BC段与ED段 D．ED段与FE段
二、填空题
13．如图所示，是探究“让通电导线在磁场中动起来”的实验装置。当闭合开关后，导体棒ab在轨道上向右运动，交换磁极方向后，闭合开关，导体棒ab向左运动，这说明磁场中通电导线受力方向和 _______ 有关；从能量角度来看，磁场对电流有力的作用，表明电能可以转化为 _______ 。
14．如图是电流表的内部结构示意图。当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针发生偏转。指针发生偏转的原因是______。
15．如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈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连续转动。电动机工作时是把电能转化为___________和内能。
16．某品牌的电动机，当加在它两端的电压为 U1 时，电动机不转，测得通过电动机的电流为 I1；若加在它两端的电压增大到 U2 时，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是I2。那么该电动机线圈的电阻为 ______。电动机正常工作时因发热损失的功率为______。（均用字母表示）
三、综合题
17．小馨同学要研究通电导体在磁场中受力(安培力)的问题：
(1)磁体周围存在磁场，磁场的强弱叫磁感应强度，用B来表示。通电导体在磁场中要受到力的作用，将一段长为L、通电电流为I的通电导线垂直放入磁感应强度为B的磁场中时，受力F=BIL。这说明导体中电流越______，导体在磁场中受力越大。
(2)有一段通电直导线，横截面积为S ，单位体积含有n个自由电荷，自由电荷定向移动的平均速度为V，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷数N=nVtS，每个自由电荷的电量为q，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷量Q=______；导体内电流的大小称为电流强度，是指单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量，即I=，则通过上述导体的电流为I==______；若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，受到的力F=______。
18．请你阅读下面的短文，回答问题：
市场上有一种磁吸式手机充电线（如图），能通过磁铁公母对吸方式达到接通充电效果的充电线。在它的上面固定有磁铁，另一端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。
手机充电时，电池相当于用电器，拨打手机时，电能转化为光、声等其他形式的能量，接听电话时可按免提键将听筒发声转为扬声器发声。
（1）在磁吸式充电线的另一端固定的物质可能是_______（选填“铜”、“铁镍合金”或“铝”）；
（2）手机充电时，将电能转化为_______能；手机背面扬声器的工作原理与_______（选填“发电机”或“电动机”）相同；
（3）“华为”手机的充电器上标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。若充电时以最大输出电流充电。要将空电池充满电需要_______h，小梦觉得充电时间太长了。他想为什么华为公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电池发热。小梦恍然大悟。请你解释其中的原因_______。
19．节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某款电动汽车（如图）以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶了300 km，耗电60，请解答下列问题：
(1)电动机的工作原理是_________（ 选填“电流的磁效应”或“磁场对电流的作用”）；
(2)上述行驶过程中，牵引力做的功为1.8× 108 J，则电动汽车电能转化为机械能的效率是多大 ( )
(3)有款与它外形 、重量 均相同的汽油车，在相同路面上以相同的速度行驶 300 km，其效率为25% ，需要消耗多少千克汽油 ( )（q汽油=4.5×107J/kg）
(4)从节能环保的角度，纯电动汽车与传统燃油汽车相比，有什么优点 ( )（写出一条即可）
20．近几年来，我国大力推广新能源汽车，图为某款电动汽车，请你应用所学的物理知识回答下列问题：
（1）汽车行驶过程中，司机和乘客都需要系好安全带，这是为了减小司机和乘客由于具有__________带来的危害；
（2）新能源汽车的核心部件之一是电动机，它利用的原理是：磁场对__________有力的作用；
（3）小汽车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是为了使车内物体所成的像不妨碍司机视线。如图所示，车内物体AB成像的情景正确的是________。
A．B．C．
21．如图所示，是互助小组制作的一台简易电动机，用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两级相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴．用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮．将线圈放在支架上，磁体放在线圈下．接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来．请问：
（1）刮漆皮的目的是使线圈能够________ ．线圈一端刮去半周漆皮的作用相当于________ （填实际电动机某一部件的名称）
（2）推一下线圈的原因是：________
（3）线圈不停转动的原因是：________
（4）要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案：________
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
该实验装置中有电源、导轨、磁体和金属棒，研究通电导体在磁场中受力而运动，利用此原理制造了电动机，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．图中是探究磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故B符合题意；
C．该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故C不符合题意；
D．图中是用安培定则判定通电螺线管的磁极跟电流方向的关系，故D不符合题意。
故选B。
3．A
【解析】
【详解】
A．洗衣机是利用电动机工作的，将电能转化为机械能，不属于热机，故A符合题意；
BCD．柴油机、火箭和蒸汽轮机工作时，将内能转化为机械能，属于热机，故BCD不符合题意。
故选A。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
由图知，电子水平向右运动，因电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电流的方向是水平向左的；根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向（即水平向左），大拇指所指的方向为磁场力的方向，所以此时该粒子所受磁场力方向为垂直于纸面向外。
故选D。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力的方向是向左的，A对B的作用力的方向是向右的，故A错误；
B．和是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；
C．只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则是向左的，故C正确；
D．只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则是向左的，故D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，汽车启动，所以旋转钥匙相当于闭合开关，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁中通过电流时会产生磁性，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故B正确，不符合题意；
C．电流从电磁铁的上端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的上端为螺线管的N极，故C正确，不符合题意；
D．电动机工作时主要将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
电磁弹射器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用
A．图中是奥斯特电流磁效应，故A不符合题意；
B．图中通电导体在磁场中会受到力的作用，故B符合题意；
C．图中无电源，是电磁感应现象，故C不符合题意；
D．图中是直流发电机的工作原理，基本原理是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
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，只改变电流方向或者只改变磁场方向，通电导体受到的力方向与原来相反。
A．若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，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；故A正确，不符合题意；
B．磁场方向相同，ab和cd两边的电流方向相反，所以受到磁场的作用力方向相反，故B正确，不符合题意；
CD．转动轴的一端只刮去半周绝缘皮，当带有绝缘皮的半周与支架接触时，此时电路中是没有电流通过的线圈，此时并不受到力的作用，此时的转动是利用惯性来完成的，故D正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
9．A
【解析】
【详解】
图中装置中有电源，并且把通电导体放入了磁场中，通电导体会受力而运动，因此由图中原理可制成电动机，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．B
【解析】
【详解】
由安培定则知磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向只与电流方向、磁场方向有关。
A．将A、B 两端对调，电流方向仍与原来一样垂直纸面向里，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故A不符合题意；
B．将蹄形磁体的N、S 极对调，只改变磁场方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相反，即通电直导线AB运动方向变为水平向左运动，故B符合题意；
C．换用磁性更强的蹄形磁体，只改变磁场强弱，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故C不符合题意；
D．将滑动变阻器的滑片P向右移动，只改变通过直导线AB中电流大小，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故D不符合题意。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
干电池底部吸有强磁铁，周围存在磁场，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，则线框B侧有电流通过（即线框B侧是通电导体），所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动；而线框A侧没有通电，所以A侧没有受到磁场的作用力；故B正确，ACD错误。
故选B。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
导体在磁场中受力的方向与磁场方向、电流方向有关，由图可知，各段导线所处磁场方向相同，AB段与BC段电流方向相反，AB段与ED段电流方向相同，BC段与ED段电流方向相反，ED段与FE段电流方向相反，所以AB段与ED段受力方向相同，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
13． 磁场（方向） 机械能
【解析】
【详解】
[1]通电后磁场中的导体棒会运动，说明通电导体在磁场中受力的作用。只对调磁极导体棒受力方向改变，说明通电导线受力方向与磁场方向有关。
[2]磁场对通电导线有力的作用，使导体棒运动，说明电能可以转化为机械能。
14．通电导线在磁场中受到力的作用
【解析】
【详解】
当给处于磁场中的线圈通电时，线圈运动起来，并且带动指针偏转，其原因是通电导线在磁场中受到力的作用。
15． 电流方向 机械能
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在直流电动机的工作过程中，为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。
[2]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，工作时是把电能转化为机械能和内能。
16．
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电动机不转时，电能全部转化为电阻发热产生的热量，根据欧姆定律可知，线圈电阻为
R＝
[2]电动机正常工作时因发热损失的功率为
17． 大 nVtSq nVSq BnVSqL
【解析】
【详解】
(1)[1]根据受力公式F=BIL可知，受力大小与磁感应强度、通电电流、通电导线长度成正比，这说明导体中电流越大，导体在磁场中受力越大。
(2)[2][3][4]根据定义，t时间内通过导体横截面积A的总电荷量即
Q=Nq=nVtSq
根据I=，则通过上述导体的电流为
I=
若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，将I=nVSq代入F=BIL得
F=BIL=BnVSqL
18． 铁镍合金 化学 电动机 3 根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，当过大的电流通过电池，在一定的时间内电流通过电池产生过多的热量，温度升高，容易引起火灾
【解析】
【详解】
(1)[1]铁能被磁铁吸引，铝、铜、锌不能被磁铁吸引；
(2)[2][3]给手机在充电时，消耗电能，得到化学能，电池把电能转化为化学能储存起来；手机中的扬声器的原理与电动机的原理相同，在工作时利用磁场对电流的作用，将电能转化为机械能。
(3)[4]由W＝UIt可得，要将空电板充满电需要的时间：
；
[5]根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，当过大的电流通过电池，在一定的时间内电流通过电池产生过多的热量，温度升高，容易引起火灾。
19． 磁场对电流的作用 83.3% 16 kg 见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]电动机是根据磁场对通电导体有力的作用的原理工作的，实质是磁场对电流的作用。
(2)[2]行驶了300 km耗电60kW·h，即消耗的电能为
电动汽车的效率
(3)[3]汽油车和电动汽车重力相同，在相同的路面上以相同的速度与速行驶，受到的阻力相同；而受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等；故行驶相同的路程，牵引力做的有用功相等。
汽油完全燃烧完放的热量
需要消耗汽油的质量
(4)[4]纯电动汽车与传统燃油汽车相比噪声小；大气污染小；节约化石能源能量；利用效率高等。
20． 惯性 通电导体 B
【解析】
【详解】
（1）[1]司机和车一起向前运动，紧急刹车时，车由运动突然变成静止，而司机由于具有惯性，会向前倾倒造成人身伤害，所以驾车时必须系好安全带。
（2）[2]根据电动机的原理可知，电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的。
（3）[3]小汽车前方的挡风玻璃是倾斜的，倾斜的玻璃相当于平面镜，车内物体在平面镜中成像，像和物体关于平面镜对称，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
21． 导电，且在刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，线圈由于惯性转过另半圈，保证了线圈持续的转动下去 换向器 使线圈越过平衡位置 线圈由于惯性转过另半圈，在刚转过平衡位置时，线圈中的电流变化、受力方向变化，保证了线圈持续的转动下去 只改变磁场方向；只改变电流方向
【解析】
【分析】
（1）通电直导线在磁场中受到力的作用；换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去；
（2）当线圈在平衡位置时，此时线圈受力平衡，故线圈不能转动．
（3）通电线圈转动起来后，线圈在磁场中就受到力的作用而转动下去．
（4）根据影响线圈转动方向的因素得到两个方案．
【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是当线圈刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，线圈由于惯性转过另半圈，保证了线圈持续的转动下去；它的作用就相当于电动机中的换向器；
（2）当线圈在平衡位置时，此时线圈受力平衡，则线圈不能转动；所以，需要用手轻推一下线圈，使线圈越过平衡位置后，线圈在磁场力的作用下不停的转动起来；
（3）线圈由于惯性转过另半圈，在刚转过平衡位置时，线圈中的电流变化、受力方向变化，保证了线圈持续的转动下去；
（4）影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向．故要使线圈的转动方向发生改变，只要改变其中一个因素即可，只改变磁场方向或只改变电流方向．