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．通过实验研究得出导体中的电流与电压的关系的科学家是（　　）
A．安培 B．伏特 C．伽利略 D．欧姆
2．下列用电器使用了电动机的是（　　）
A．电风扇 B．电水壶 C．台灯 D．手电筒
3．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
4．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
5．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
6．下面四幅图中能说明电动机原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．新能源电动汽车的动力装置是电动机，图中符合其工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，用“ ”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。若此时通电导线受到的力向上，则以下四个选项中，力的方向判断正确的是（　　）
A． B． C． D．
9．目前， 市区里的老旧小区正在进行水路改造， 改造中用到了冲击钻， 冲击钻工作时， 钻头在电动机的带动下， 不断地冲击墙壁打出圆孔， 如图所示，冲击钻在工作过程中， 关于其能量转化正确的是（　　）
A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能
C．只有机械能和电能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化
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．我国年仅24岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，“魔角”石墨烯的电阻突然消失。如果把这一技术应用于生产，它不能用来制作的是（　　）
A．电饭锅 B．电磁铁 C．电动机 D．输电导线
12．不久的将来，我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到磁场强大的作用力，以推动弹射车和舰载机向前运动，获得较大的起飞速度，下图中与电磁弹射器原理相似的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
13．如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来，说明有电能转化为______能，若只改变电路中电流的方向，AB的运动方向将______（选填“改变”或“不改变”）。
14．如图所示是某实验小组的同学进行电磁学实验的装置。
(1)当开关S闭合后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上向右运动，这说明磁场对导电体有______。
(2)若只对调电源正负极接线，金属棒ab会向左运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与______有关。
15．实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时，通电导线产生的磁场对导线具有向右的作用力；通电导线产生的磁场对导线具有向左的作用力，如图甲所示。如果改变导线中的电流方向， 如图乙所示。此时导线受到导线作用力的方向___________（选填“向左”或“向右”）。
16．电动机是利用通电线圈在______中受力而转动的原理制成的。电动机工作时，将电能主要转化为______能。
三、综合题
17．笔记本电脑发热会影响使用寿命．如图是一款笔记本电脑散热支架，通过导线与电脑连接时，风扇就转动起来，从而帮助电脑散热．
（1）电风扇转动的工作原理是_____________________ ；
（2）两个电风扇之间一定是_____________的；
（3）电脑是通过与空气之间的____________来散热的．
18．郑州某公司为节能减排、绿色环保，开发并设计了多种型号的新能源汽车。其中，某种型号的纯电动汽车的样车如图所示，其部分参数如表所示。
(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”）电动汽车前进和倒退是通过改变______来改变电动机的转动方向的。
(2)假如汽车上只有司机一人，质量为60 kg，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？______
(3)该司机试驾时,汽车以60 km/h的速度匀速行驶36 km，耗电9，汽车所受的阻 力为汽车总重的0.05倍，则电动汽车牵引力所做的功是多少？______（g取10 N/kg）
(4)电动汽车的电能转化为机械能的效率是多少？______
电池容量 42 最高时速 120km
空车质量 1380kg 最大功率 100kw
轮胎与地面的总接触面积 0.032m2 最大续航里程 260km
19．小强家购置了一台油电混合动力汽车，该车利用内燃机和电动机共同提供动力，其蓄电池最多储存44 kW·h的电能，电动机将电能转化为机械能的效率可达60%。
（1）电动机的工作原理是________；
（2）该车某次在平直公路上匀速行驶受到的阻力为720 N，则该车匀速行驶100 km牵引力做了多少功？( )
（3）蓄电池充满电后，仅由电动机提供动力，若汽车受到的阻力不变，该车持续行驶的最大路程是多少？( )
（4）假设汽车受到的阻力不变，仅由汽油机提供动力，汽油的热值5.0×107 J/L，汽油机的效率为30%，则汽车匀速行驶100 km耗油多少升？( )
20．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”)。
21．电动公交车在银川市已经被广泛使用，该公交车主要采用电能作为动力，与燃气车相比噪音小，绿色环保，对雾霾能起到一定的抑制作用。
（1）电动公交车的工作原理与下图所示的哪一个实验原理相似( )
A． B． C． D．
（2）当公交车刹车时，人身体会前倾，请运用物理知识解释其中的道理。( )
（3）下图是司机在倒车时通过后视镜看到左后方的障碍物A，P点是司机的眼睛。请你画出司机看到A点的光路图。( )
（4）电动公交车的整车充电通常在晚上用电低谷期间，利用如下图输出功率100kW的直流快速充电桩只需要3小时就能充满。
①求充一次电消耗的电能为多少焦耳？( )
②这些电能相当于多少千克的汽油完全燃烧放出的能量。（q=5.4×107J/kg）( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．安培发现了安培定则，故A不符合题意；
B．伏特发明了伏特电池，故B不符合题意；
C．伽利略发明了温度计，故C不符合题意；
D．欧姆发现了欧姆定律，即通过导体的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比，故D符合题意。
故选D。
2．A
【详解】
A．电风扇是将电能转化机械能，应用了电动机。故A符合题意；
B．电水壶是将电能转化为内能。故B不符合题意；
C．台灯是将电能转化为内能和光能。故C不符合题意；
D．手电筒是将化学能转为内能和光能。故D不符合题意。
故选A。
3．D
【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。
4．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。
5．B
【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。
6．D
【详解】
A. 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，不符合题意．B. 是电磁继电器，它是利用通电导体周围存在磁场的原理制成的，不符合题意；C. 是奥斯特实验，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，不符合题意；D. 电路中有电流，通电导体或线圈受到磁场力的作用发生运动，符合题意．故选D．
【点睛】
电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用．正确分析四个选项各是研究的什么问题，再做回答．
7．C
【详解】
电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的。
A．该实验探索的是磁极之间的相互作用，故A不符合题意；
B．该实验是奥斯特实验，探索的是通电导线周围存在磁场，故B不符合题意；
C．该实验探索的是通电导体在磁场中受力现象，是电动机的工作原理，故C符合题意；
D．探索的是通电螺线管的磁场特点，故D不符合题意。
故选C。
8．C
【详解】
由图可知，当磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；
A．磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向上的；故A错误；
B．磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故B错误；
C．磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向下的；故C正确；
D．磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向下的；故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化，故ABC错误；D正确。
故选D。
10．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。
11．A
【详解】
A．电饭锅利用电流的热效应工作，石墨烯的电阻突然消失后不会产生电热，故A符合题意；
B．电磁铁利用电流的磁效应工作，石墨烯的电阻突然消失后，电路中功率损耗降低，不影响电磁铁的工作，故B不符合题意；
C．电动机的工作原理是磁场对电流受力的作用，石墨烯的电阻突然消失后不影响，故C不符合题意；
D．输电导线的功耗损耗是电流对导线电阻做功，电阻突然消失后不会有功率损耗，故D不符合题意。
故选A。
12．B
【详解】
由题意可知，电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接，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．电磁铁通电后具有磁性，使小磁针发生偏转，这是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中有电源，属于电动机原理，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故B符合题意；
C．该装置中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，是探究电磁感应现象的装置，故C不符合题意；
D．该装置为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故D不符合题意。
故选B。
13． 机械能 改变
【详解】
[1]闭合开关，蹄形磁铁中的金属棒AB受到磁力的作用而运动，电能转化为机械能。
[2]导体AB受到磁力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只改变其中之一，导体受到的磁力方向会发生改变。
14． 力的作用 电流方向
【详解】
(1)[1]在实验中，当闭合开关后，可以观察到磁场中的金属棒ab在导轨上向右运动，这说明通电导体在磁场中受到力的作用，即磁场对电流有力的作用。
(2)[2]且只对调电源正负极接线，金属棒ab会向左运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关。
15．向右
【详解】
当通以相同方向的电流时，通电导线b产生的磁场对a导线具有向右的作用力；通电导线a产生的磁场对b导线具有向左的作用力；通以相反方向的电流时，b导线电流方向不变，a导线周围的磁场方向改变，此时b导线受到a导线向右的作用力。
16． 磁场 机械（动）
【详解】
[1]通电线圈在磁场中受到力的作用，电动机就是利用这一原理制成的。
[2]当电动机正常工作时，需要消耗电能，机器在运作，获得机械能，因此它是把电能主要转化为机械能。
17． 磁场对通电导线有力的作用 并联 热传递
【详解】
（1）电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电导体在磁场中受磁场力的作用原理制成的；
（2）两风扇虽然能同时工作，但它们互不影响，能独立工作，其中的某个风扇坏了，另一个风扇仍然能正常工作，因此是并联的；
（3）电脑散热时，热量由电脑转移到空气中，是通过热传递来散热的．
18． 磁场对电流的作用 电流的方向 4.5×105 Pa 2.592×107J 80%
【详解】
(1)[1][2]电动机是将电能转化为机械能来工作，其原理是磁场对电流产生力的作用，改变电流的方向可以改变力的方向，从而控制电动机的转动方向。
(2)[3]电动汽车静止时对水平地面的压力为
电动汽车静止时对水平地面的压强为
(3)[4]电动汽车匀速行驶时牵引力与阻力平衡则电动汽车受到的牵引力为
电动汽车行驶36km时，牵引力做的功为
(4)[5]这个过程中耗电
电动汽车的电能转化为机械能的效率
19． 通电导体在磁中受到力的作用； 7.2×107J； 1.32×105m； 4.8L
【详解】
解：（1）[1]电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的。
（2）[2]由题意可知，汽车受到的阻力为f=720N，因汽车做匀速直线运动，处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，汽车受到的牵引力等于阻力，即
F=f=720N
汽车行驶的距离为
s=100km=1×105m
故由W=Fs可得，牵引力所做的功为
W牵=Fs=720N×1×105m=7.2×107J
（3）[3]由题意可知，蓄电池充满电后，最大电能为
W电=44kW.h=1.584×108J
因电动机的效率为60%，故可知汽车向外输出的最大机械能为
W机=W电×60%=1.584×108J×60%=9.504×107J
因汽车受到的阻力不变，则汽车的牵引力也不变，仍为F=720N，由W=Fs可得，该汽车持续行驶的最大路程为
（4）[4]由题意可知，汽车受到的阻力不变，则汽车匀速行驶100km牵引力所做的功不变，仍为W牵=7.2×107J，因汽油机的效率为30%，则汽油燃烧释放的热量为
由Q=qV可得，消耗的汽油的体积为
答：（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）该车匀速行驶100 km牵引力做了7.2×107J的功；
（3）该车持续行驶的最大路程为1.32×105m；
（4）汽车匀速行驶100km耗油4.8升。
20． 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。
21． B 见解析 1.08×109 20kg
【详解】
（1）[1]电动公交车是指以车载蓄电池或电缆等供电设备，提供电能驱动行驶的公交车，电动公交车的工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动：
A．图中说明的是通电导线周围存在着磁场，即电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中说明的是通电导体在磁场中会受到力的作用，故B符合题意；
C．图中利用了电磁继电器的工作原理，故C不符合题意；
D．图中说明的是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选B。
（2）[2]人的下半身受到力的作用停了下来，上半身由于惯性，还要继续往前运动，所以身体会向前倾。
（3）[3]作A点关于后视镜的对称点A′，然后连接PA′（即反射光线），并标出反射光线的方向，再连接A点和反射点（即入射光线），并标出光线的方向，如图所示：
。
（4）[4][5]根据功率计算公式可知充一次电消耗的电能为
根据热值计算公式可知
答案第1页，共2页
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