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．牙齿健康问题，越来越得到重视，电动牙刷已经成为了一款比较受欢迎的小家电，如图所示，关于电动牙刷下列说法正确的是（　　）
A．使用电动牙刷的过程中电能主要转化为机械能
B．电动牙刷里的电动机工作原理是电流的磁效应
C．在给电池充电时电池相当于电源
D．电动牙刷上的指示灯主要是超导材料制成
2．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制做了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
3．如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（　　）
A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声
C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能
D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系
4．如图所示的四个实验中，能够说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
5．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
6．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
7．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
8．如图甲所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，当闭合开关，该磁场对导体ab产生向北的作用力。图乙为通电螺线管外部磁场的分布情况。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导体ab的作用力方向与甲图中ab的受力方向相同（　　）
A． B．
C． D．
9．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
10．对于下列四个实验现象或操作描述完全正确的有（　　）
①甲图实验现象说明了气体流速越大压强越小
②用天平称量物体质量，称量过程中可以移动平衡螺母
③丙图摩擦后的气球吸引细水流，说明带电体可吸引轻小物体
④丁图中开关闭合导体ab向左运动，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变
A．①③④ B．①②③ C．①② D．②③④
11．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
12．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
二、填空题
13．蓝牙音箱内置可充电锂电池，在电池充电过程中的能量转化是电能转化为______能；蓝牙音箱的核心部件是扬声器，扬声器从原理上与______选填（“电动机”或“发电机”）大致相同。
14．如图所示是探究“通电导体在磁场中受力”的实验装置。接通电路的瞬间，原来静止的导体ab向右运动。现将磁体对调放置，接通电路的瞬间，原来静止的导体ab会向_______（选填“左”或“右”）运动，理由是_______。
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．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜______（选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对______有力的作用。
三、综合题
17．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．
18．阅读短文，回答问题。
电磁秋千
科技小制作小发明是根据青少年已有的科学技术知识和实际能力，在日常学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的东西，加以改进、改革和创新，积极思考、独立发明可以开发智力、提高想象力、开拓思路和视野。如图是一幅某次科技发明展览会上的作品，它叫电磁秋千或电磁摆。电磁秋千（电磁摆）是利用了同名磁极互相排斥的原理，将线圈放在磁场中，通电后线圈会受到力（这个力也叫安培力，为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出贡献而命名的。简单米说，安培力大小与磁性强弱、电流大小等因素有密切关系）的作用而发生偏转，又由于重力和惯性的作用，秋千就会往返摆动。
请结合材料回答下列问题：
(1)在磁场中，通电后线圈会受到力的作用而发生偏转，利用这一原理可制作 ______ 机；
(2)电磁秋千从最低处摆动至最高处过程中存在动能与 ______ 能的转化且惯性 ______ （选填“大”“变小”或“不变”）；
(3)若想让电磁秋千摆得更高些，你的建议有 ______ 。
19．如图为直流电动机模型．
（1）直流电动机的工作原理是________ ．电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠________ 来实现的．
（2）若要改变电动机的转动方向下列方法中可行的是________
A． 同时改变电流方向和磁场方向
B． 只改变电流方向或只改变磁场方向
C． 使电动机线圈中的电流增大
D． 使磁场增强
（3）下列家用电器中应用了电动机的是 ________
A．洗衣机 B．电饭锅 C．电热水壶 D．电热毯．
20．中国高铁已经成为世界属目的一张名片．2018年底，铜仁站正式开通高铁，为铜仁的发展带来新的机遇．高铁包含许多物理知识，如:高铁的运动靠电动机驱动等．请你结合所学知识，回答下列问题．
(1)电动机的工作原理是_____________________:
(2)电动机正常工作时，主要的能量转化是_________________:
(3)高铁站台设有安全线，乘客必须站在安全线以外候车．当有列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与列车保持一定的距离，也是非常危险的．请你结合流体压强与流速的关系，简述危险的原因______．
21．阅读短文，回答问题.
水下机器人
2018年12月14日，南方电网首个作业级水下机器人下水为海底电缆“护驾”。水下机器人的引进对海南海底电缆进行埋深检测、视频摄像、悬空裸露检测等发挥重要作用。如图甲，某水下机器人“小H”由锂电池供电，采用电动机提供动力，下表是“小H”的部分技术参数，能量密度是指电池单位质量所输出的电能。
参数名称 电源电压 最大承受压强 提升重物最大高度 锂电池能量密度 锂电池的总质量
数据 60V 0.8m 0.50(kW·h)/kg 2kg
(1)当“小H”在海水里下潜过程中，下列说法中错误的是_____；
A．以海底礁石为参照物，“小H”是运动的
B．“小H”摄像时，成倒立、缩小的虚像
C．“小H”所受到海水的压强增大
D．“小H”中的电动机工作原理是磁场对电流的作用
(2)“小H”的外壳应选用耐腐蚀、硬度_____(选填 “大”或“小”)的材料制成。深海中的“小H”利用声呐装置与海面联系，声呐是利用______波传递信息的；
(3)某次“小H”在海底作业时，需将体积、质量60kg的电子设备提高0.6m，消耗了锂电池总储存能量的0.01%，则“小H”对电子设备做功为___J，“小H”中电动机的能量转化效率至少为___%；(取海水的密度为， g=10N/kg)
(4)如图乙为“小H”承受压强的过载保护电路原理图，电源电压为12V， RL是压敏电阻，其电阻值随受到的压强变化关系如下表所示，图乙触发器的电阻忽略不计，电流表的示数超过0.2A时就触发电动机停止工作，放弃下潜指令，以免“小H”受损伤；
压强p/ 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
压敏电阻RL/Ω 55 45 32 25 20 17 15
①根据表中的数据，请在图丙坐标系中画出压敏电阻RL与压强p之间的关系图线___；
②为保护“小H”，电阻箱R0的阻值至少应为___Ω；“小H”长时间在海底工作后，为减轻其最大承受压强，应将电阻箱R0的阻值适当___________(选填“增大”或“减小”)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
AB．电动牙刷的主要工作部分是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，其工作时消耗电能转化为机械能，故A正确，B错误；
C．在给电池充电时电池需要消耗电能，故电池相当于用电器，故C错误；
D．电动牙刷上的指示灯主要是半导体材料制成，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A．只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故A不符合题意；
B．只增加线圈的匝数可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故B不符合题意；
C．只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故C不符合题意；
D．只将磁铁的磁极对调，改变了磁场方向，改变了转动方向，故D符合题意。
故选D。
3．C
【详解】
A．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正确，不符合题意；
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确，不符合题意；
C．吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，由于电流具有热效应，还会将部分电能转化为内能，故C错误，符合题意；
D．“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】
电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到作用力：
A．由图可知，是说明磁体极性的相互作用，故A不符合题意；
B．由图可知，是说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C．由图可知，是说明通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C符合题意；
D．由图可知，是说明切割磁感线会产生感应电流，是发电机的工作原理，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【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。
6．A
【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。
7．C
【详解】
A．地铁通过电动机驱动，将电能转化为机械能，故A错误；
B．地铁站内照明灯一个坏了，不影响其他的灯的使用，故是并联，故B错误；
C．橡胶制品不导电，属于绝缘体，故C正确；
D．地铁站内通过刷卡过闸进站，是利用了电流的磁效应，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
由所给电源正负极可知，题干图中电流方向向东，磁场方向是竖直向下的，已知此时导体ab受到磁场力的方向向北；
A．由右手螺旋定则知A图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知，导体受到磁场力的方向向北，与甲图中ab的受力方向相同，故A符合题意；
B．由右手螺旋定则知B图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向东，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故B不符合题意；
CD．由右手螺旋定则知CD 图中螺线管上端为S极，下端为N极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向下，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故CD不符合题意。
故选A。
9．B
【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。
10．A
【详解】
①甲图中，向两张纸中间吹气时，两张纸中间的空气流速快，压强小，两张纸外侧的空气流速小，压强大，在压强差的作用下使得两张纸向中间靠拢，说明了气体流速越大压强越小，故①正确；
②用天平称量物体质量时，为了保证测量结果准确，在称量过程中不可以移动平衡螺母，故②错误；
③气球摩擦后由于电荷转移而带电，因带电体具有吸引轻小物体的性质，故可以吸引细水流，故③正确；
④丁图中，由安培定则可知，开关闭合后，导体ab向左运动，通电导体在磁场中受到的力的作用与磁场和电流的方向均有关，若同时改变电流方向和磁场方向，由安培定则可知，导体ab运动方向不变，故④正确。
由题意可知，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11．B
【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。
12．D
【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。
13． 化学 电动机
【详解】
[1]在电池充电的过程中，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能储存在电池内。
[2]扬声器中的线圈中通过变化电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，而带动与线圈相连的纸盆振动，将电信号转化成声信号，因此与电动机的原理一致。
14． 左 通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向有关
【详解】
[1][2]通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。将磁体对调放置，改变了磁体的磁场方向，所以，接通电路的瞬间，原来静止的导体ab会向左运动。
15． 电流方向 机械能
【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． 左右往复 通电导体
【详解】
[1][2]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，因为音圈电流方向改变，音圈在磁场中受力的方向改变，音圈带动音膜左右往复运动；音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用。
17． 磁场对通电导线的作用 力 电流方向 磁感线方向 不能
【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．
18． 电动 重力势 不变 增加电池节数
【详解】
(1)[1]由文中信息可知，电磁秋千是根据在磁场中，通电后线圈会受到力的作用而发生偏转制成的，及利用的是电动机工作原理。
(2)[2][3]电磁秋千从最低处摆动至最高处过程中，高度增大，重力增大，动能转化为重力势能；惯性大小由物体的质量决定，电磁秋千的质量不变，故惯性不变。
(3)[4]若想让电磁秋千摆得更高些，由题意可增大电流的大小，根据导体在磁场中所受的力的大小与磁性强弱、电流大小等因素有密切关系，故可采用增加电池节数的方法。
19． 通电线圈在磁场中受力转动； 换向器； B A
（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力能够转动；换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去．
（2）影响电动机转动方向的因素：电流方向和磁场方向．
（3）电动机是将电能转化为机械能的装置．
【详解】
（1）直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，为了使线圈能持续的转动下去，利用换向器来改变线圈中的电流方向，从而改变它两边的受力方向，使线圈连续转动．
（2）A、同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变，所以该选项不正确．
B、只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机的转动方向改变，所以该选项正确．
C、电动机线圈中的电流的大小与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确．
D、磁场的强弱与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确．
故选B．
（3）A、洗衣机是将电能转化为机械能．故A符合题意．
B、电饭锅是将电能转化为内能．故B不符合题意．
C、电热水壶是将电能转化为内能．故C不符合题意．
D、电热毯是将电能转为内能．故D不符合题意．
故选A．
故答案为（1）通电线圈在磁场中受力转动；换向器；（2）B；（3）A．
【点睛】
此题主要考查的知识点有两个：一是电动机的工作原理；二是换向器的作用--当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向．
20． 通电线圈在磁场中受力转动 电能转化为机械能 因为动车进站时，列车速度较大，列车附近的空气流速变大，压强变小，而人背后的地方空气流速相对较小，压强大，所以人靠近车体或在安全线内，很容易被外侧较大的压强压向列车，发生危险
【详解】
第一空．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用（通电线圈在磁场中受力转动）而制成的；
第二空．电动机工作时，消耗电能，获得机械能，即将电能主要转化为机械能；
第三空．列车驶过时，列车带动人和车之间的空气流动速度加快，人外侧的空气流动速度较慢；根据流体压强与流速的关系可知，空气在人内侧流速快压强小，外侧空气流速慢压强大，会产生一个向内侧（列车）的压强差，将人推向火车，非常危险．
21． D 大 超声波 306J 85% 40Ω 减小
【详解】
(1)[1]以海底礁石为参照物，“小H”的位置发生了变化，是运动的,故A正确；
“小H”摄像时，摄像头相当于一个照相机，成的是倒立、缩小的实像，故B错误；
“小H”在海水里下潜过程中，深度变大，根据p=ρgh可知“小H”所受到海水的压强增大，故C正确；
“小H”中的电动机工作原理是磁场对电流的作用，故D正确。
故选B。
(2)[2]海水具有腐蚀性，且随着深度增加，受到海水的压力也越来越大，所以“小H”的外壳应选用耐腐蚀、硬度大的材料制成。
[3]声呐是利用超声波传递信息的。
(3)[4]电子设备受到浮力
电子设备的重力
“小H”对电子设备做的功
[5]锂电池总储存能量
消耗的锂电池储存能量
“小H”中电动机的能量转化效率
(4)[6]根据表中的数据利用描点法在坐标图中一一描出来，用一条光滑的曲线将这些点连接起来，如图所示
[7]电源电压为12V，电流表的示数最大0.2A，则由可得电路最大总电阻为
由第一个表中数据知道最大承受压强为，对照第二个表可知压敏电阻为20Ω；则电阻箱R0的阻值至少应为
[8]由于电源电压和触发电动机停止工作的电流不变，根据可知电路总电阻不变，为减轻其最大承受压强，则压敏电阻的阻值将增大，所以应将电阻箱R0的阻值适当减小。
答案第1页，共2页
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