人教版九年级全一册20.4电动机 同步练习（含解析）

人教版九年级全一册 20.4 电动机
一、单选题
1．两根通电导体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
2．如图所示，是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时它能发电，其原理是（　　）
A．同种电荷相互排斥 B．磁场对电流有力的作用
C．电磁感应 D．电流周围存在磁场
3．如图所示的电动助力车是在脚踏骑行的基础上安装了电池和电机等设备，有关电动助力车，下列说法正确的是（　　）
A．宽大的车座，可以减小人对车的压力
B．电动助力车的车把是一个费力杠杆
C．给电池充电的过程中，是将电能转化为机械能的过程
D．助力车电机的工作原理是利用通电线圈在磁场中受力转动
4．关于下列四幅图的叙述，其中错误的是（　　）
A．甲、乙两图中的小磁针都受到了磁场的作用
B．乙图的实验现象反映了电磁铁的工作原理
C．丙图的实验现象反映了电动机的工作原理
D．丙、丁两图的实验现象说明机械能和电能之间可以相互转化
5．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
6．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
7．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
8．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．
9．如图所示，研究磁场对通电导线作用的实验装置，当闭合开关，电流由a至b通过导线ab时，导线ab向左运动，下列说法正确的是（　　）
A．只改变电流方向时，导线ab向右运动，机械能转化为电能
B．只改变磁场方向时，导线ab向左运动，电能转化为机械能
C．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab向左运动，电能转化为机械能
D．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab向右运动，机械能转化为电能
10．天气越来越炎热，妈妈给小伟买了一个手持式充电小风扇，下列与小风扇有关的说法中正确的是（　　）
A．小风扇的工作原理是电磁感应
B．小风扇工作时，将机械能转化为电能
C．小风扇充电时，将化学能转化为电能
D．小风扇的效率不可能达到100%
11．如图所示的是我国生产的某种电动式无针注射器工作示意图，通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤，下列能反映该注射器工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
12．下列与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
13．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。
14．春节，小刚给弟弟买了一个如图所示的电动小汽车，里面主要的部件是电动机。电动机的工作原理是______；该电动机的电压由4节干电池提供，通过的额定电流为1A，电动机线圈电阻为0.5Ω，则小汽车正常工作2分钟，消耗的电能为______J，输出的机械能是______J。
15．如图是某装置工作时的能量流向图，此装置可能_______（选填“热机”、“电灯”、“电动机”），内能为_______J，该装置效率为_______。
16．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__。
三、综合题
17．在研究“磁场对通电导体(电流)有力的作用”实验中．
(1)利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入______(填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)，根据该原理可制成______．
(2)如图乙、丙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的(也称匀强磁场)．
(a)在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为______
A．二力不是作用在同一物体上
B．二力不是作用在同一直线上
C．二力的作用点不同
D．二力大小不是相等
(b)图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了__________，该装置能使线圈平面刚处于________(填“平行磁感线”“垂直磁感线”或“任一”)位置时，自动改变线圈中的电流方向．
(c)写出一种让图丙中线圈转动更快的措施：____________.
18．如图所示装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动．此装置中：
（1）如图甲部分发生的是_____现象，人们根据这一原理发明了_____机．
（2）有一种“车窗爆破器”，开始陆续安装在公交车的窗玻璃上，其原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力，如图中_____部分产生的能量转化与这一过程是相同的．（选填“甲”或“乙”）
（3）如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，他根据如图中_____部分（选填“甲”或“乙”）的原理发电，这个过程_____能转化为电能，产生的电能储存于魔方内．魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的_____（选填“电源”或“用电器”）
19．如图所示是八轴无人机，某小区在这次疫情防控中使用该无人机对小区进行消毒工作，该无人机 10min 飞行 6km，最多可装载 15kg 的消毒水，无人机相关数据见下表，则：
机身尺寸/mm 400×300×200
机身质量/kg 25
飞机单侧着地面积/cm2 5
(1)该无人机由八个高性能的电动机提供动力，电动机的原理是____________________， 电动机在工作时将电能转化为____________能。
(2)求无人机飞行时的平均速度是多少 m/s？____________
(3)若无人机满载消毒液双侧着地静止在水平地面上时，对水平地面的压强是多少 Pa？____________（g取 10N/kg）
20．【2017 东营卷】进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车．下表是这种汽车的主要参数．（g 取 10N/kg）

（1）电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是______．电动机的工作原理是________．
（2）标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少 _______？
（3）右图是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图像，标准承载下，电动汽车以速度匀速行驶 1 分钟的耗电量为 0.4kw·h，电动机的效率是多少 ______？
（4）若某燃油汽车百公里耗油 6升，每升油 5.5元，电动汽车充电每度 0.8元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济___________？
21．阅读短文，回答问题：
双轮电动平衡车
双轮电动平衡车因具有运动灵活、操作简单、节省能源、绿色环保、转弯半径小等优点，越来越受到青年人的喜爱。
双轮电动平衡车主要由自平衡控制系统和方向操控杆两大部分组成，如图甲。自平衡控制系统以内置的精密电子陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，如图乙。站在车上的人身体向前倾斜时车子向前运动，身体向后倾斜时车子向后运动。方向操控杆用于控制电动平衡车的运动方向，摆动把手会连带着方向操控杆使车辆左右两个车轮产生不同转速，达到改变运动方向的效果。如果在前进的过程中遇到障碍物会通过方向操控杆来避让。
实际使用的双轮电动平衡车种类很多，电路是由电源、总开关S1和压力开关S2组成的。使用时，首先用遥控闭合开关S1，显示屏上指示灯亮起，骑行者站立平衡车踏板上后压力开关S2自动闭合，电动机正常启动，再根据人身体的姿势，平衡车开始运动。
（1）双轮电动平衡车是通过驱动______（选填“陀螺仪”或“电动机”）来保持车身平衡；
（2）下列指令不是中央微处理器发出的是______；
A．斜向右直线行驶
B．遇障碍物避让
C．后退
D．前进
（3）当人骑着双轮电动平衡车在平直的马路上行驶时，下列说法中正确的是______；
A．方向操控杆只用来控制车体运行过程中的前进、后退方向
B．当身体向前倾斜变为向后倾斜时，车能立即改变行驶方向
C．陀螺仪的主要作用是判断人在平衡车上的姿势状态
D．行驶过程中电动机将电能转化为机械能
（4）给电动车充电时，车机上的蓄电池相当于电路中的______（选填“电源”或“用电器”），平衡车显示屏上的指示灯与电动机______（选填“串联”或“并联”）；
（5）请根据短文提供的信息，请你正确选择双轮电动平衡车电路部分的简化电路图______。
A．
B．
C．
D．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【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。
2．C
【详解】
转动魔方时，内部的闭合电路切割磁感线发电，把机械能转化为电能，利用了电磁感应原理。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
A．宽大的车座，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A错误；
B．电动助力车的车把是一个省力杠杆，故B错误；
C．给电池充电的过程中，是将电能转化为化学能的过程，故C错误；
D．电动机的原理是：通过导线在磁场中要受到力的作用，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．磁体和通电导体周围都存在磁场，甲、乙两图中的小磁针都受到了磁场的作用而发生偏转，故正确，不符合题意；
B．乙图的实验现象说明通电导体周围存在磁场，是电磁铁的工作原理，故正确，不符合题意；
C．丙图闭合导体的一部分切割磁感线产生感应电流，是发电机的基本原理，故错误，符合题意；
D．丙图中闭合导体的一部分切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，丁图中通电导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，故正确，不符合题意。
故选C。
5．D
【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。
6．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。
7．A
【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。
8．D
【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。
9．C
【详解】
A．磁场方向不变，只改变电流方向时，导线ab的运动方向改变，则导线ab向右运动，电能转化为机械能，说法错误．
B．电流方向不变，只改变磁场方向时，导线ab的运动方向改变，则导线ab向右运动，电能转化为机械能，说法错误．
CD．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab的运动方向不变，即导线ab向左运动，电能转化为机械能，C项说法正确，D项错误．
10．D
【详解】
A．小风扇的工作是电动机带动风扇转动，原理是通电导线在磁场中受力的作用，故A错误；
B．小风扇工作时，消耗电能，将电能转化为机械能，故B错误；
C．小风扇充电时，消耗电能，将电能转化为化学能，故C错误；
D．任何机械的效率都不能达到100%，小风扇的效率也不可能达到100%，故D正确。
故选D。
11．B
电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，这与电动机的原理相同，工作时将电能转化为机械能。
【详解】
根据题意可知，电动式无针注射器是依靠磁场对通电线圈有力的作用，利用了药液的惯性，将药液快速“注入”皮肤的，这与电动机的原理相同：
A．该装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，利用的是电流的磁效应，与注射器工作原理不相同，故A不符合题意；
B．闭合开关，通电导体在磁场中受到力的作用，与注射器工作原理相同，故B符合题意；
C．闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，与注射器工作原理不相同，故C不符合题意；
D．该实验奥斯特实验，说明了电流的周围存在磁场，与注射器工作原理不相同，故D不符合题意。
故选B。
12．D
【详解】
A．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．电磁继电器利用了电磁铁原理，故B不符合题意；
C．电磁感应现象是发电机的原理，故C不符合题意；
D．通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。
故选D。
13． 通电线圈 电
【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。
14． 通电导线在磁场中受力运动 720 660
(1)电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理制成的。
(2)已知电动机的额定电压、额定电流、通电时间，根据W＝UIt求出消耗的电能。
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据Q＝I2Rt求出在1min内电流产生的热量；消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。
【详解】
[1]电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理制成的。
[2][3]电源电压为
U＝4×1.5V＝6V
电动机正常工作时间
2min＝120s
电动机消耗的电能
W＝UIt＝6V×1A×120s＝720J
产生的电热
Q＝I2Rt＝（1A）2×0.5Ω×120s＝60J
输出的机械能
W机械＝W﹣Q＝720J﹣60J＝660J
15． 电动机 2×105 80%
【详解】
[1]能量转化图中主要是电能转化为机械能，所以是电动机的工作原理，则该装置为电动机。
[2]由图可知，电能为1.0×106J，转化的机械能为0.8×106J，则内能为
Q=1.0×106J-0.8×106J=2×105J
[3]该装置效率为
16． 竖直向下
【详解】
[1]当K与1接通时，段导线中电流方向为。
[2]图中的电流的方向是从到，与的电流方向相反，所以受到的力的方向是竖直向下的，作图如下：
[3]当K改为与2接通时，段导线中的电流方向改变，则受到的力的方向也会发生变化，即竖直向下。
17． 电源 电动机 B 换向器 垂直磁感线 增大线圈中的电流(或增加线圈的匝数、换更强的磁场等)．
【详解】
(1)因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入电源，根据此原理制成了电动机；(2)(a)在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上．所以选项B符合题意．(b)图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器．当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动．(c)线圈转动的快慢与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等因素有关，所以要使线圈转动的更快，可以增大线圈中的电流、增加线圈的匝数、换更强的磁场等．
【点睛】
（1）通电导线在磁场中受到力的作用，利用这一原理制成了电动机；（2）二力平衡的条件是同物、等大、反向、共线，据此判断；换向器可以改变线圈中电流的方向，使得线圈连续转动下去．线圈转动的快慢与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等因素有关，据此解答．
18． 电磁感应 发电 乙 甲 机械 电源
【详解】
（1）闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象．利用此现象制成了发电机．
（2）通电导体在磁场中受到力的作用，是将电能转化为机械能，图乙部分与这一过程是相似的；
（3）转动魔方时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象，原理与图1中甲部分相同；在发电的过程中，机械能转化为电能；魔方给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源．
19． 通电导体在磁场中受力运动 机械 10m/s 4×105Pa
【详解】
(1)[1]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
[2]电动机工作是时，将电能转化为机械能。
(2)[3]由题意知，无人机飞行的平均速度
(3)[4]满载消毒液的无人机所受的重力
G=mg=(25kg+15kg)×10N/kg=400N
则无人机双侧着地在水平地面时，对地面的压强
20． 机械能 通电线圈在磁场中受力转动 5×105Pa 75% 使用电动汽车费用少，更经济
【详解】
试题分析： （1）电动机在工作时，是将电能转化为机械能，是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的．（2）由题意知：乘客与车的总质量：m=m1+m2="800kg+200kg=1000kg" ，汽车对水平地面的的压力：F="G" ="mg=1000" kg×10 N /kg=" 10000" N，汽车与水平地面的总接触面积：S=4S0=4×50cm2="200" cm2=2×10-2 m2，汽车对水平地面的压强：p="F/S=10000" N/2×10-2 m2=5×105Pa． （3）由图表知电动汽车的速度：v=60m/3s=20m/s，电动汽车行驶的路程：s= vt=20m/s×60s=1200m，电动汽车的牵引力：F1=f=0.09G=0.09×10000N=900N，电动汽车牵引力做的功：W 有=" F1" s=600N×1200m=1.08×106J，W=0.4kW·h=1.44×106J，电动汽车发动机的效率：η=W有/W =1.08×106J/1.44×106J =75%．（4）燃油汽车 100km的费用：6×5.5=33（元），电动汽车 100km的费用：44×0.8÷2=17.6（元），因为 17.6元小于 33元，所以使用电动汽车费用少，更经济．
【考点定位】电动机，压强、效率等综合计算与分析．
21． 电动机 B D 用电器 并联 D
【详解】
（1）[1]自平衡控制系统以内置的精密电子陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，故填电动机。
（2）[2]ACD.陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，在车上的人身体向前倾斜时车子向前运动，身体向后倾斜时车子向后运动，故ACD不符合题意；
B.如果在前进的过程中遇到障碍物会通过方向操控杆来避让，故B符合题意。
故选B。
（3）[3] A．方向操控杆用于控制电动平衡车的运动方向，摆动把手会连带着方向操控杆使车辆左右两个车轮产生不同转速，达到改变运动方向的效果，故A错误；
B．当身体向前倾斜变为向后倾斜时，车由于惯性，会继续前进，不会立即改变行驶方向，故B错误；
C．陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，而不是人，再通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，故C错误；
D．电动机工作时，消耗电能，将电能转化为机械能，故D正确。
故选D。
（4）[4][5]给电动车充电时，车机上的蓄电池相当于电路中的用电器，消耗电能；首先用遥控闭合开关S1，显示屏上指示灯亮起，骑行者站立平衡车踏板上后压力开关S2自动闭合，电动机正常启动，独立工作，故是并联。
（5）[6] A．只需要闭合开关S2，电动机就工作，与S1、S2都闭合电动机才工作不符，故A不符合题意；
B．只需要闭合开关S2，电动机就工作，与S1、S2都闭合电动机才工作不符，故B不符合题意；
C．只需要闭合开关S1，电动机就工作，与S1、S 2都闭合电动机才工作不符，故C不符合题意；
D．只有先闭合S1，灯泡亮，骑行者站立平衡车踏板上后压力开关S2自动闭合，电动机正常启动，说明S2控制电动机，且在支路上，而开关S1在干路上，故D符合题意。
故选D。
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