粤沪版物理九年级下册同步课时练习：17.2　探究电动机转动的原理（有答案 ）

17.2　探究电动机转动的原理
知识点 1　探究磁场对电流的作用
1.如图所示,悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中。
(1)当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时,AB棒保持静止不动;而一旦使C、D两个线头接到电池组的正、负极上,AB棒立即摆动起来,这一现象说明了 　。
(2)细心的同学还会注意到,当C、D两个线头分别接电池组的正、负两极时,金属棒相对蹄形磁体向里摆动,而如果将两个线头对调一下再接电池组的正、负两极,则看到金属棒相对蹄形磁体向外摆动,这一现象说明了 　。
(3)如果将C、D两个线头分别接电池组的正、负两极,而把蹄形磁体上下翻转一下(S极在上),则金属棒相对蹄形磁体的运动方向也由向里摆动改为向外摆动,这一现象说明了 　。
(4)结合上面实验可知:通电导体在磁场中会受到　　　　　　,力的方向跟　　　　　　方向和　　　　方向有关系。
2.如图所示,把一根导体ab放在磁场中,导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关、滑动变阻器相连。实验中,当闭合开关时,导体ab向左运动,则下列说法错误的是 (　　)
A.若对调蹄形磁体的S、N极,导体ab受力方向改变,导体ab向右运动
B.若对调电源的正、负极,导体ab受力方向改变,导体ab向右运动
C.若同时对调蹄形磁体的S、N极和电源的正、负极,导体ab受力方向不改变,导体ab向左运动
D.换用磁性更强的蹄形磁体,导体ab会向右运动
知识点 2　电动机的工作原理及换向器的作用
3.把一个线圈放在磁场中,接通电源,通电线圈转到如图所示的位置时,线圈的ab和cd边在磁场里受到力的作用,这两个力恰好在　　　　,而且大小　　　　,方向　　　　,为一对平衡力,所以线圈最终会停在这个平衡位置。
4.直流电动机中换向器的作用是 (　　)
A.当线圈在磁场中转动时,每转动一周,换向器改变一次线圈中的电流方向
B.当线圈在磁场中转动时,换向器可随时改变线圈中的电流方向
C.每当线圈刚转过平衡位置时,换向器就能自动改变线圈中的电流方向
D.没有换向器,直流电动机也可以工作
5.直流电动机是根据　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的原理工作的。电动机在工作时将　　　　能转化为　　　　能。
6.[2020·甘南州改编] 我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器。小明猜想它的工作原理如图所示,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过强电流时,即可受到强大的推力。小明的猜想与图中的实验原理相同的是 (　　)
知识点 3　生活中的电动机
7.常用的磁电式电流表的结构如图所示,线圈与接线柱相连。当通以图示方向的电流时,线圈带动指针向右偏转。下列有关说法正确的是 (　　)
A.当通以相反方向的电流时,电流表指针仍向右偏转
B.此电流表工作时将机械能转化为电能
C.此电流表是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
D.此电流表是利用电流的磁效应来工作的
8.李翔同学通过上网查得扬声器的工作原理如下:当扬声器线圈中的电流方向如图所示时,线圈向右运动;当线圈中的电流方向改变时,线圈将向左运动;如此反复,线圈带动纸盆来回振动而发声。由此可知,扬声器的内部相当于一个　 　　　,它是利用　　　　　　　　　　　　　的原理工作的。
9.[2020·安徽二模] 通电导体在磁场中受到力的作用。某段导体通以如图甲所示方向的电流时,该导体受力的方向为垂直纸面向里;电荷的定向移动形成电流,运动的电荷在磁场中也受到力的作用,如果电子沿图乙中虚线方向快速进入磁场,则它在磁场中受力的方向为 (　　)
A.垂直纸面向里 B.垂直纸面向外
C.沿纸面竖直向上 D.沿纸面竖直向下
10.[2021·潍坊] 如图所示是某同学自制的玩具电动机,一块椭圆形钕磁铁吸在干电池底部,将一段裸露的铜线折成矩形线框,上边与电池正极接触,下边搭接在磁铁上,观察到线框顺时针转动,则 (　　)
A.该过程中将机械能转化为电能
B.线框左右两侧所受磁场力方向相同
C.若仅调换电池两极,线框将逆时针转动
D.若仅调换钕磁铁两极,线框仍顺时针转动
11.如图0所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型,他们用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端的全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,蹄形磁体放在线圈周围。
图0
(1)按他们这种方法刮漆,线圈在平衡位置附近时会　　　　　　　　　　　　(选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”),目的是使线圈能够　　　　　　。
(2)可以通过改变　　　　(填一种方法)的方向,从而改变线圈的转动方向。
(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是　　　　　　　　　　,这时可做的有效尝试是　。
12.小凌同学在学习了磁知识后,对磁现象很感兴趣。一天晚上,她在台灯下研究磁体,偶然发现当磁体靠近发光的台灯时,灯泡内的钨丝晃动了。让我们和小凌同学一起来探究:
(1)提出问题:　
(2)建立假设:①可能是磁体对钨丝有吸引作用;②可能是磁体对通电的钨丝有力的作用。
(3)获得证据:小凌找来同样的钨丝,用磁体靠近,发现钨丝不能被吸引。
(4)得出结论:钨丝晃动并不是因为磁体对钨丝有吸引作用,而是因为　 。
考|题|展|示
13.[2021·安徽] 图1为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中,两个铜半环E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间断开,彼此绝缘;A和B是电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置,电流沿dcba流过线圈,dc边受到磁场的作用力向下,则 (　　)
图1
A.线圈在图示位置时,ab边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过180°时,电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过180°时,ab边受到磁场的作用力向下
答案
1.(1)通电导体在磁场中受到力的作用
(2)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关
(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关
(4)力的作用　电流　磁场
2.D
3.同一直线上　相等　相反
4.C
5.通电线圈在磁场里受到力的作用而转动　电　机械
6.C　 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,所以,电磁弹射器的工作原理是磁场对通电导线有力的作用。图A中的实验说明条形磁体对小磁针有力的作用,故A不符合题意;图B是研究影响电磁铁磁性强弱的因素的,利用的是电流的磁效应,故B不符合题意;图C中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射器的工作原理相同,故C符合题意;图D是研究通电导体周围存在磁场的,故D不符合题意。
7.C　 改变线圈中的电流方向,其转动方向会发生改变,当通以相反方向电流时,电流表指针将向左偏转,故A错误;电流表在工作过程中将电能转化为机械能,故B错误;电流表是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,线圈转动时带动指针转动,从而产生示数,故C正确;电流表是利用磁场对电流的作用来工作的,故D错误。
8.电动机　通电线圈在磁场中受到力的作用
当扬声器的线圈通过电流时,通电线圈在磁场中受到力的作用而引起线圈振动,从而带动纸盆振动发出声音。电动机就是根据通电线圈在磁场中受到力的作用这一原理制成的。
9.B　 由题知,导体通以图甲所示方向的电流时,该导体受力的方向为垂直纸面向里;因电子带负电,则电子定向移动的方向和电流的方向相反;电子沿图乙中虚线方向快速进入磁场,磁场方向不变,电流方向与原来相反,则磁场力的方向也与原来相反,即在磁场中受力的方向为垂直纸面向外。
10.C　 线框在顺时针转动过程中,电能转化为机械能,故A错误。线框左右两侧电流方向不同,因此所受磁场力方向不同,故B错误。通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关,因此仅调换电池两极或仅调换钕磁铁两极时,线框左右两侧受力的方向随之改变,线框将逆时针转动,故C正确、D错误。
11.(1)切断线圈中的电流　持续转动
(2)电流(或磁场)
(3)磁场太弱　换用磁性较强的磁体(合理即可)
(1)将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周,作用是当线圈刚转过平衡位置时,切断电流,通过线圈的惯性转动半周,从而使线圈能够持续地转动下去。
(2)要改变线圈的转动方向,就要改变线圈的受力方向,而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定,因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向。
(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,线圈不能连续转动,可排除无电流的情况,可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等,可进行有针对性的尝试,包括换新电池使电流增大,换磁性较强的磁体,用手推一下线圈使其转过平衡位置等。
12.(1)灯泡内的钨丝为什么会晃动
(4)磁体对通电的钨丝有力的作用
13.D　 线圈在图示位置时,根据左手定则,ab边受到磁场的作用力向上,A错误;线圈由图示位置顺时针转过180°时,此时E与A接触,B与F接触,电流沿abcd流过线圈,B错误;线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向上,ab边受到磁场的作用力向下,C错误,D正确。