北师大版九年级年级全一册14.6直流电动机 同步练习（含解析）

北师大版九年级年级全一册 14.6 直流电动机 同步练习
一、单选题
1．小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图)，用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（　　）
A．“甲电机”将电能转化为机械能
B．“乙电机”将机械能转化为电能
C．“甲电机”依据电磁感应来工作
D．两电机的工作原理是相同的
2．如图所示的实验装置，下列说法正确的是（　　）
A．该装置能将机械能转化为电能
B．该装置可用来研究电流的磁效应
C．该装置可用来研究电磁感应现象
D．该装置研究的是电动机的工作原理
3．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　）
A．电荷移动过程中，周围一定存在磁场
B．磁场对放入其中的小磁针不一定有力的作用
C．磁体周围存在磁场，磁场是由磁感线组成的
D．如果通电线圈在磁场作用下转动，则线圈的机械能是由电能转化来的
4．下列说法符合生活实际的是 （　　）
A．对人体的安全电压为 36 V
B．人体正常温度为 43℃
C．教室里空调的额定功率为 500 W
D．电动机工作时消耗的电能大于产生的热能
5．如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是：
A． B．
C． D．
6．一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
7．下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（　　）
　　
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同
B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置
C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
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．图为新能源汽车号牌，号牌中的字母“D”表示纯电动汽车，这类汽车的动力装置是电动机，下图符合其工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
10．安装洗衣机、空调等家用电器时，常常要用冲击钻在墙上打孔。下列说法正确的是（　　）
A．向上提起冲击钻同时感到冲击钻向下拉手，说明物体间力的作用是相互的
B．打完孔后钻头很烫是通过热传递增大了钻头的内能
C．手柄处刻有花纹是为了减小摩擦
D．冲击钻的电动机通电转动时将机械能转化为电能
二、填空题
11．如图为小强同学探究“让线圈转起来”的实验装置图，线圈能够转动的原理是______，这原理是物理学家______最先发现的。在实验中，为了使线圈将能持续转动，可采取的方法是______，要使线圈转得更快些，采取的方法是______。
12．为了保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，新能源汽车的核心部件是电动机，它的原理是____在磁场中受力转动，工作时将____能转化为机械能。
13．电风扇的工作过程，是通过电动机带动叶片旋转，电动机工作过程是将____能转化为________能的过程。
14．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。
15．如图甲所示，磁极是______极.如图乙所示的实验原理可以制成______.
三、综合题
16．如图甲是某带加热功能的滚筒洗衣机，此款洗衣机工作过程分为加热水、保温洗涤，脱水三种状态，部分参数如图所示。
（1）当洗衣机处于脱水状态时，工作的主要部件是电动机，其工作原理是___________。
（2）某次洗衣过程中在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的水，当洗衣机处于加热状态时，其加热效率为80%。求将洗衣机内的水加热到40℃需要多少分钟？[]( )
加热功率 2000W
保温洗涤功率 575W
脱水功率 375W
17．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”）．
18．为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中．如下表所示是该型号汽车的部分技术参数，其中，储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率．耗油量是指汽车正常行驶100 km消耗燃油的体积．测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启发电机和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度v，计算出动能Ek，作出Ek-s图象，如图所示．
（1）发电机的工作原理是__________．发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为____能．
（2）汽车正常行驶100 km，消耗燃油的质量为__________kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为__________J．（燃油的密度ρ = 0.7×103 kg/m3，热值q = 4.6×107 J/kg）
（3）测试时，汽车在大小为800 N的牵引力的作用下，以20 m/s的速度匀速行驶1 000 m．下列说法正确的是____（选填字母）．
A．汽车受到的阻力为1.2×104 N B．汽车行驶的时间为40 s
C．汽车牵引力做的功为3.2×108 J D．牵引力的功率为16 kW
（4）由图可知，表示开启发电机进行测试的曲线是____（选填“①”或“②”）．
（5）若汽车正常行驶时的动能Ek0=4×105 J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有____________J的动能转化为内能．
19．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．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．“甲电机”相当于发电机，将机械能转化为电能，故A错误；
B．“乙电机”相当于电动机，将电能转化为机械能，故B错误；
C．“甲电机”相当于发电机，利用电磁感应工作，故C正确；
D．“乙电机”相当于电动机，利用磁场对电流受力的作用工作，两电机的工作原理不同，故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
该装置中有电源提供电能，是研究通电导体在磁场中受力的装置，通过本装置可以研究磁场对通电导体的作用力方向与电流方向、磁场方向的关系，根据此原理可制成电动机，在实验过程中消耗的电能转化为机械能，故D正确，ABC错误。
故选D。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电荷移动过程中，不一定形成电流，所以不一定有磁场，故A错误；
B．磁场的基本性质是：对放入其中的磁体一定有力的作用，故B错误；
C．磁感线是一种理想化的物理模型，实际上并不存在，磁场不是由磁感线组成的，故C错误；
D．通电线圈在磁场中转动，消耗了电能，得到了机械能，因此线圈转动将电能转化为了机械能，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
A．人体的安全电压不超过36V，故A错误，不符合题意；
B．人体的正常温度约为37，故B错误，不符合题意；
C．教室里空调的额定功率约为 1000 W，故C错误，不符合题意；
D．电动机工作时消耗的电能主要转化为机械能，小部分转化为热能，故D正确，符合题意。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成．
A．实验装置演示的是磁极间的相互作用，与电动机工作原理不同，故A错误；
B．图是奥斯特实验，证明了电流的周围存在磁场，故B错误；
C．在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C错误．
D．当闭合开关后，导体运动，说明通电导体在磁场中受力的作用，故D正确．
6．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。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，导线ab在这两个时刻电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A正确，不符合题意；
B．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，故B正确，不符合题意；
C．读图由左手定则可知：电源的左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，故C正确，不符合题意；
D．电动机之所以能转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故D错误，符合题意。
故选D。
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．D
【解析】
【详解】
电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动，把电能转换成机械能：
A．图示为电磁感应现象，是发电机的工作原理，故A不符合题意；
B．图示说明通过的导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C．图示说明螺线管的磁性强弱影响因素，故C不符合题意；
D．图示说明通电导体受到磁场力的作用，是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
10．A
【解析】
【详解】
A．用力向上提起冲击钻时，同时感觉冲击钻对手有向下的作用力，这是因为力的作用是相互的，故A正确；
B．打孔时，钻头要克服摩擦做功，于是钻头的温度升高，内能增大，故B错误；
C．手柄处刻有花纹是为了增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦，故C错误；
D．冲击钻的电动机工作时，是将电能转化为机械能，故D错误。
故选A。
11． 通电导体在磁场中受力的作用 安培 将线圈引线一端接触支架的绝缘层全部刮掉，另一端刮掉半周 增大电流（或增强磁场）
【解析】
【详解】
[1][2]线圈能够转动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，这原理是物理学家安培最先发现的，电动机就是根据这一原理制成的。
[3][4]为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈引线一端接触支架的绝缘层全部刮掉，另一端刮掉半周；此时这一部位相当于直流电动机中的换向器，当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。线圈受力的大小与电流大小和磁场强弱有关，电流越大，磁场越强，线圈受到的磁力越大，所以要使线圈转得更快些，采取的方法是增大电流或增强磁场。
12． 通电线圈 电
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用。
[2]电动机在工作时将电能转化为机械能。
13． 电 机械
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]电动机消耗电能，叶片旋转，机械能增大，所以电动机工作过程是将电能转化为机械能的过程。
14． 通电线圈在磁场中受力转动 垂直
【解析】
【分析】
通电导体在磁场中受到力的作用；换向器的作用是：线圈刚转过平衡位置时，便会自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈继续转动。
【详解】
[1][2]直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动；换向器是在线圈转过平衡位置的一瞬间改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使得线圈能够持续转动，平衡位置即为线圈平面与磁感线垂直的位置。
【点睛】
此题主要考查的是学生对换向器的作用和线圈平衡位置的认识和了解，基础性题目。
15． 北（） 电动机
【解析】
【详解】
[1]由图甲可知，磁极A周围的磁感线是向外发出的，所以磁极A是北(N)极；
[2]图乙中有电源，说明了通电导体在磁场中受力运动，这是电动机的原理，即利用图乙的实验原理可以制成电动机．
16． 磁场对电流有力的作用 17.5分钟
【解析】
【详解】
解：（1）[1]电动机是把电能转换成机械能的一种设备，工作原理是磁场对电流有力的作用，使电动机转动。
（2）[2]水吸的热量为
当洗衣机处于加热状态时，产生的总热量为
将洗衣机内的水加热到40℃需要的时间为
答：（1）当洗衣机处于脱水状态时，工作的主要部件是电动机，其工作原理是磁场对电流有力的作用，使电动机转动；
（2）将洗衣机内的水加热到40℃需要17.5分钟。
17． 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
18． 电磁感应 内 6.3 2.898×108 D ② 1.2×105
【解析】
【详解】
（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，即机械能转化为电能．
发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，则通过电流的热效应，还有部分能量转化为内能．
（2）汽车正常行驶100 km，，耗油量为9L，所以消耗燃油的质量为：
；
完全燃烧这些燃油产生的热量为：
．
（3）测试时，汽车在大小为800 N的牵引力的作用下，以20 m/s的速度匀速行驶1 000 m．
A．匀速运动时，汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，故阻力为800 N，A错误；
B．汽车行驶的时间为：，故B错误；
C．汽车牵引力做的功为：，故C错误；
D．牵引力的功率为：，故D正确；
选D．
（4）根据题意可知，当开启发电机时，一部分动能转化电能，所以相比单纯刹车来说，动能减小更快，停车距离更短，所以表示开启发电机进行测试的曲线是②．
（5）若汽车正常行驶时的动能Ek0=4×105 J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，根据参数知储能效率为70%，则动能转化为内能的量为：
．
19． 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．
答案第1页，共2页
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