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．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．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
3．如图所示，小明同学做了一个小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（　　）
A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动
C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
4．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
5．如图所示旋转微型电扇的扇叶使二极管发光，图中与此工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
6．下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（　　）
A．内燃机的压缩冲程，是内能转化为机械能
B．锅盖被白气顶开，是机械能转化为内能
C．用退热贴给发烧的病人降温，让内能发生了转移
D．电动机工作时，机械能转化为电能
7．我国的无人机技术处于世界一流水平。如图所示，我国自主研发的某款无人机正在匀速上升，下列判断正确的是（　　）
A．无人机的重力不做功 B．无人机的机械能不断增大
C．地面景物在摄像头中成缩小的虚像 D．无人机电动机的工作原理是电磁感应
8．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　）
A．ab段与bc段 B．ab段与ed段
C．ab段与fe段 D．fe段与ed段
9．如图所示，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，则下列哪种方式可以使得该磁场对导体ab的作用力方向向东（　　）
导体ab沿东西方向放置
A．导体ab沿南北方向 B．导体ab沿南北方向
C．导体ab沿东西方向 D．导体ab沿东西方向
10．如图所示，下列实验原理与电动机原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
11．下列与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
12．下列家用电器中，主要利用“磁场对通电导体有力的作用”这一原理工作的是（　　）
A．电风扇 B．电饭煲 C．微波炉 D．冰箱
二、填空题
13．图甲为一台简易电动机，它由一节电池，一块吸在电池下方的钕磁铁和铜导线绕成的线框组成；图乙是它的工作原理图。已知磁场对线框左边的作用力垂直纸面向里，则线框右边受到的磁场力垂直纸面______（选填向外或向里），线框在转动过程中，将______能转化为______能。
14．如图所示是一款自动清洁地面的扫地机器人，它主要是利用电动机来工作的，其中电动机的原理如图_______（选填“甲”或“乙”）。人可以利用遥控器操控它的工作状态，遥控器是利用_______（选填“超声波”或“红外线”）向机器人发送指令的。
15．如图所示，放在磁场中的导体棒ab通过水平光滑金属导轨与螺线管、开关和电源构成闭合回路，可自由转动的小磁针静止在图示位置。
（1）在图中标出闭合开关瞬间螺线管中电流方向、螺线管左端的极性和小磁针N极的偏转方向______；
（2）闭合开关后导体棒将沿______（选填“水平”或“竖直”）方向运动。
16．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”）。
三、综合题
17．小馨同学要研究通电导体在磁场中受力(安培力)的问题：
(1)磁体周围存在磁场，磁场的强弱叫磁感应强度，用B来表示。通电导体在磁场中要受到力的作用，将一段长为L、通电电流为I的通电导线垂直放入磁感应强度为B的磁场中时，受力F=BIL。这说明导体中电流越______，导体在磁场中受力越大。
(2)有一段通电直导线，横截面积为S ，单位体积含有n个自由电荷，自由电荷定向移动的平均速度为V，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷数N=nVtS，每个自由电荷的电量为q，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷量Q=______；导体内电流的大小称为电流强度，是指单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量，即I=，则通过上述导体的电流为I==______；若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，受到的力F=______。
18．如图所示的消防无人机是由重庆某航空工业有限公司研发的．它一次能负载30公斤的重物，从基地升高并自主飞行到指定位置，并投下救火物资，帮助消防员救火．它有四个轴，每个轴上都有一个电机机和螺旋桨，使无人机能够稳定地悬停在空中进行作业．无人机靠锂电池维持飞行，充满一组锂电池可供飞机工作半小时左右，不过，它能不停地更换电池继续工作．请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复．
示例：物理信息：无人机靠锂电池维持飞行．
物理知识：电能转化为机械能．
物理信息：_____．
物理知识：_____．
19．削皮机解决了我们吃苹果削皮的问题。
(1)如图甲所示是一款手摇式削皮机。向下压削皮机，削皮机底下的吸盘就牢固的吸到了桌面上，轻轻摇动手柄，苹果跟着旋转起来，刀片跟着转盘也同时旋转，这样苹果皮被一条条的削下来。下列有关说法中正确的是______（填字母）。
A．手柄上的花纹是为了增大摩擦力
B．苹果皮掉下来是因为具有惯性
C．摇动中的手柄是个轮轴，属于省力杠杆
D．我们能从不同的方向看到苹果，是光在苹果表面发生了漫反射
(2)如图乙所示是款电动削皮机，它里面的电动机的工作原理是______，如果电动削皮机使用时间过长，放有电动机的底座上摸起来感觉有点热，说明它的______能增大了。
(3)如图甲所示的手摇式削皮机，它底下的吸盘能吸住桌面是靠______作用。在使用过程中，发现吸盘吸不住了，削皮机就移动位置了，这说明吸盘没有牢固的吸在桌面上。请你提出一个能让吸盘比较牢固吸在平滑桌面的合理有效的办法：______。
20．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？( )
21．阅读短文，回答问题：
阅读以下材料，回答下列问题．
人工心脏泵
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，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动．活塞筒通过阀门与血管相通，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．
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，受到的阻力与血液的流速成正比．当血管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示．
n 1．00 0．90 0．80 0．75 0．60
v/ms﹣1 0．180 0．200 0．225 0．240 0．300
（1）甲图中，当线圈中的电流从A流向B时，活塞向______（选填“左”或“右”）运动，血液从______（选填“S1流出”或“S2流入”）．线圈中的应该用_____（选填“直流电”或“交流电”）．
（2）图乙中电磁血流计的工作原理是________；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10﹣4 m3/s，则对应血管的横截面积为__m2．
（3）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．（结果保留两位小数）
（4）在图丙中画出v与n的关系图像．
________________
（5）当心脏主动脉血管的横截面积变化时，其内血液匀速流动，推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比？答：______．
A．n B．1/n C．n2 D．1/n2
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．B
【详解】
A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，所以A错误，故A不符合题意；
B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，所以B正确，故B符合题意；
C．向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，所以C错误，故C不符合题意；
D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，所以D错误，故D不符合题意。
故选D。
3．D
【详解】
A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力的作用制成的，工作时将电能转化为机械能。故A错误；
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮若全部刮去，则线圈转过平衡位置时，由于线圈中的电流方向不变，则线圈始终受到一个方向不变的力，因此线圈不能持续转动，故B错误；
CD．为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样就可以让线圈转动时有半周通电受力转动，另外半周不通电依靠惯性继续转动，从而实现连续转动。故C错误，D正确。
故选D。
4．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。
5．D
【详解】
旋转微型电扇的扇叶是利用电磁感应原理，产生感应电流使二极管发光；
A．图示的是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．这是研究电磁铁的磁性强弱电流的大小关系的实验，故B不符合题意；
C．图示的通电导体在磁场中受力的作用，受力的大小与电流的大小有关，是电动机的工作原理，故C不符合题意；
D．是电磁感应的实验原理图，产生感应电流，属于发电机的原理，故D符合题意。
故选D。
6．C
【详解】
A．内燃机的压缩冲程，活塞压缩气体，对气体做功，使气内能增大，温度升高，是机械能转化为内能，故A错误；
B．锅盖被白气顶开，锅内气体对锅盖做功，锅内气体内能减小，锅盖获得机械能，是内能转化为机械能，故B错误；
C．用退热贴给发烧的病人降温，病人放热，退热贴吸热，是内能的转移，故C正确；
D．电动机工作时，消耗电能，获得机械能，电能转化为机械能，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．无人机匀速上升的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误；
B．无人机匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越高，重力势能越来越大；所以机械能不断增大，故B正确；
C．摄像头是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是虚像，故C错误；
D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的原理是电磁感应，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．磁场的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知磁场方向不变，由电路分析可知，ab段与bc段的电流方向相反，所以ab段与bc段受到该磁场的作用力方向相反，故A不符合题意；
B．由电路分析可知，ab段与ed段的电流方向相同，所以ab段与ed段段受到该磁场的作用力方向相同，故B符合题意；
C．由电路分析可知，ab段与fe段的电流方向相反，所以ab段与fe段受到该磁场的作用力方向相反，故C不符合题意；
D．由电路分析可知，fe段与ed段的电流方向相反，所以fe段与ed段段受到该磁场的作用力方向相反，故D不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】
A．根据左手定则，电流由南向北，磁感线朝下，受力向西，故A不符合题意；
B．根据左手定则，电流由北向南，磁感线朝下，受力向东，故B符合题意；
C．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝下，受力向南，故C不符合题意；
D．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝上，受力向北，故D不符合题意。
故选B。
10．B
【详解】
A．如图，是奥斯特实验，能证明通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；
B．如图，闭合开关，通电带线在磁场中受力而产生运动，与电动机原理相同，故B符合题意；
C．如图，导线在磁场中切割磁感线，产生感应电流，与发电机原理相同，故C不符合题意；
D．如图，通电螺线管相当于条形磁铁，能吸引铁钉，故D不符合题意。
故选B。
11．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。
12．A
【详解】
A．电风扇利用了通电线圈在磁场中受力从而产生了运动，故A符合题意；
B．电饭煲主要利用了电流的热效应发热，故B不符合题意；
C．微波炉利用食物在微波场中吸收微波能量而使自身加热的烹饪器具，故C不符合题意；
D．电冰箱用低沸点的制冷剂，汽化时吸收热量以达到制冷的目的制成的，故D不符合题意。
故选A。
13． 向外 电 机械
【详解】
[1]已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里，右边磁场方向与左边相反、电流方向相同，所以线框右边受到的磁场力与左边的磁场力相反，即线框右边受到的磁场力垂直于纸面向外。
[2][3]线框在转动过程中消耗电能，得到机械能，所以将电能转化为机械能。
14． 甲 红外线
【详解】
[1]电动机是将电能转化为机械能，故需要有电源，故选甲。
[2]遥控器是利用红外线向机器人发送指令的。
15． 水平
【详解】
(1)[1]由图可知，电流从螺线管的右侧流入，左侧流出，根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极；异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则小磁针顺时针偏转；如图所示：
(2)[2]闭合开关后，导体棒中有电流通过，在磁场中将沿水平方向运动。
16．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。
17． 大 nVtSq nVSq BnVSqL
【详解】
(1)[1]根据受力公式F=BIL可知，受力大小与磁感应强度、通电电流、通电导线长度成正比，这说明导体中电流越大，导体在磁场中受力越大。
(2)[2][3][4]根据定义，t时间内通过导体横截面积A的总电荷量即
Q=Nq=nVtSq
根据I=，则通过上述导体的电流为
I=
若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，将I=nVSq代入F=BIL得
F=BIL=BnVSqL
18． 投下救火物质 重力的方向是竖直向下的
【详解】
(1)[1]物理信息：投下救火物资；
[2]物理知识：重力的方向是竖直向下的．
(2)物理信息：每个轴上都有一个电机；
物理知识：通电导体在磁场中受到力的作用．
(3)物理信息：负载30公斤的重物；
物理知识：对重物的支持力至少为300N．
(4)物理信息：悬停在空中；
物理知识：无人机受平衡力作用．．
(5)物理信息：充满一组锂电池；
物理知识：电能转化为化学能．
(6)物理信息：从基地升空；
物理知识：力能改变物体的运动状态．
19． 通电导体在磁场中受力运动 内 大气压 在吸盘下蘸水
【详解】
(1)[1]A．手柄上的花纹是在压力一定时通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故A正确；
B．苹果皮掉下来是因为受到重力，故B错误；
C．轮半径大于轴半径，动力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；
D．我们能从不同方向看到苹果，是光在苹果表面发生了漫反射，故D正确。
故选。
(2)[2]电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动制成的。
[3]如果电动削皮机使用时间过长，放有电动机的底座上摸起来感觉有点热，说明它的内能增大了。
(3)[4]吸盘是利用了大气压力吸附在物体表面的，物体表面越光滑，排出的空气越多，吸附能力就越强。
[5]为了使吸盘能比较牢固地吸在墙面上，应将吸盘按压在光滑水平板面上，在吸盘下蘸水空气不易进入吸盘内。
20． 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。
21． 左 S2流入 交流电 电磁感应 相反 5×10-4 0．21 D
【详解】
试题分析：（1）由图示可知，当线圈中的电流从A流向B时，由右手螺线定则可判断出螺线管的左端是S极，根据磁极间的相互作用可知，磁铁与螺线管相互吸引，所以活塞向左移动，此时S1闭合，S2打开，血液由S2流入；为了使活塞能往复运动，线圈中应通以交流电；（2）电磁血流计的工作用原理是电磁感应；若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将会相反；对应血管的横截面积为S=V/v=10﹣4 m3/s/（0．2m/s）=5×10-4m2；（3）由表格中的数据可知，n与对应的v值的乘积为定值0．18，所以当某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0．85倍时，其对应的血流速度为0．18/0．85=0．21m/s；（4）由表格中的数据可作出如上图所示的图线；（5）（5）要保证血液匀速运动，则有：f=F=kv，v=0．18/nm/s，由功率公式可得：P=Fv=kv2=k（0．18/nm/s）2=0．0324k/n2W；故D正确．
考点：电与磁
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