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．用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（　　）
A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关
3．闭合图中的开关，通电导体PQ从静止向右运动。小明断开开关进行操作，最后再闭合开关，发现PQ向左运动。小明的操作可能是（　　）
A．仅把PQ前后互换
B．仅把磁体左右互换
C．仅把开关的接线反接
D．仅把电源两极的接线反接
4．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
5．下列4个实验中能揭示电风扇工作原理的是
A． B． C． D．
6．图所示为一些与电和磁有关的事例，下列认识中正确的是（　　）
A．图甲中，磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属
B．图乙中，司南的长柄指南是地磁场的作用
C．图丙中，闭合开关导体ab运动时，机械能转化为电能
D．图丁中，电磁铁是利用电磁感应的原理制成的
7．关于电磁现象，下列说法错误的是（　　）
A．电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
B．可以用磁感线来描述磁体周围磁场的强弱和方向
C．磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用
D．扬声器将电信号转化为声信号的过程中，将电能转化为机械能
8．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
9．关于电动机的说法中不正确的是（　　）
A．电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的
B．电动机工作时，电能转化为机械能
C．直流电动机的换向器的作用就是改变磁场方向
D．直流电动机用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能
10．在如图所示的实验装置中，接通电源后，导体AB受力的作用发生运动，然后改变电流方向或磁感线方向，则下列叙述中错误的是（ ）
A．在上述实验现象中，是机械能转化为电能
B．通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关
C．通电导体在磁场中受力的方向跟磁感线方向有关
D．同时改变电流方向和磁感线方向,通电导体的受力方向不变
11．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
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．图甲为一个简易电动机，它由一节旧电池、小块钕磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制。图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为___________（填N或S）极；线框的ab段和cd段的电流方向___________（填相同或相反），磁场对ab段的作用力垂直于纸面向里，则cd段受到的磁场力垂直于纸面___________（填向外或向里），线框在转动过程中能的转化是： ___________。
14．将磁铁靠近正发光的灯泡时，灯丝发生了抖动。小明分析这是因为通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟 ______ 方向、 ______ 方向都有关， ______（填“电动机”或“发电机”）是利用这个原理制成的。
15．某同学用完好无损的元件连接了图所示电路，闭合开关后，导体棒AB向右运动；将蹄形磁铁的N、S极位置互换，闭合开关，导体棒AB向左运动，该同学探究的问题是________。
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．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 ______ 。
18．阅读短文，回答问题。
磁吸式手机充电线
市场上有一种磁吸式手机充电线，能通过磁铁公母对吸方式达到接通的充电线。产品结构方面，磁吸式充电线包括公端组件 以及与公端组件同轴的母端组件，利用磁性原理达到吸附的效果。磁吸线的使用过程是比较容易的，在它的一端固定有磁铁，另一 端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。
该磁吸式手机充电线主要应用于智能穿戴（如手表、手环、蓝牙耳机）、车载导航、无人机设备等电子产品。手机充电时，电池相当于用电器。拨打电话时，电能转化为光、声等其他形式的能量，接听电话时可按免提键将听筒发声转为扬声器发声。
（1）在磁吸式手机充电线的另一端固定的物质可能是______（选填“铜”、“铝” 或“铁镍合金”）；
（2）手机充电时，将电能转化为______能，手机背面扬声器的工作原理与______（选填“发电机”或“电动机”）相同，都是将电能转化为机械能。
19．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
20．如图（1）为最新型的智能穿戴设备谷歌眼镜（Google Project Glass），它的外观类似一个环绕式眼镜，其中一个镜片具有微型显示屏的功能。眼镜可将信息传送至镜片，并且允许穿戴用户通过声音控制，Google眼镜包含了很多高科技，包括蓝牙，Wi﹣Fi，骨传导耳机，照相机，麦克风，触摸盘以及帮助你探测倾斜度的重力感应和陀螺仪
（1）下列关于谷歌眼镜说法正确的是______
A．谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声 B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的
C．谷歌眼镜是通过音调来辨别声音是否由使用者发出 D．麦克风是将电信号转化成声信号的装置
（2）谷歌眼镜内置一块3.6V 容量为600mAh的电池，高负荷使用仅可以坚持6个小时．并且在使用中因为电流的________效应会有明显的发热，给使用者带来不适．试计算谷歌眼镜在高负荷使用中的平均功率为________W；
（3）重力感应装置可以侦测到眼镜佩戴者头部的倾斜程度，如图（4）为一种重力感应装置的部分结构，其中A为高2mm重0.1g的柱形金属重物，固定在长1cm的轻质金属杆中央，杆的两头杆粘连在BC两个压电感应器上。当装置水平放置，若以B为支点，压点感应器C所受压力为________N。若压电感应器上产生的电压与压力成正比，试计算该装置左端向下倾斜45°度（如图（5））时，bc两个压电感应器产生的电压UB________UC 。
21．【来源】北京市燕山区2018年初三第一学期期末考试物理试题
在验证磁场会给通电导线作用力的实验中，小东连接了如图所示的实验电路，闭合开关后，发现导体棒ab没有动．经检查，各元件完好，电路连接无故障．
（1）请你猜想导体棒不动的原因是__________________________，
（2）写出检验你的猜想是否正确的方法：______________________________________________．
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】
由题意可知：接通电源，发现导体ab向右运动，把电源正负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向左运动。说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】
通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，仅把电源两极的接线反接，改变了电流的方向，其他操作不能改变电流或磁场的方向，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．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。
5．C
【详解】
电风扇工作核心元件是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力而运动的原理制成的。
A．此图是奥斯特实验，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B．该实验说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流是电磁感应原理，故B不符合题意；
C．电路中有电源，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的原理，故C符合题意；
D．电磁铁是利用了通电螺线管周围存在磁场制成的，故D不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．图甲中的物体是磁体，磁体能够吸引铁、钴、镍，不能吸引铜、铝，故A错误；
B．司南的长柄指南是指向地理南极，地磁场的地磁北极在地理南极附近，所以司南的长柄指向地磁北极，是地磁场的作用，故B正确；
C．闭合开关导体ab运动是通电导线在磁场中受力转动，是电能转化为机械能，故C错误；
D．电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数等因素有关。故A错误，符合题意；
B．为描述磁体周围磁场的强弱和方向，人们假想了一种曲线叫磁感线。故B正确，不符合题意；
C．把小磁针放在磁场中，小磁针会发生偏转，说明磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用。故C正确，不符合题意；
D．扬声器是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，可以将电信号转化为声信号的过程中，将电能转化为机械能。故D正确，不符合题意。
故选A。
8．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。
9．C
【详解】
A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，所以电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的，A正确，故A不符合题意；
B．工作时需要消耗电能，将电能转化为机械能，B正确，故B不符合题意；
C．换向器的作用是改变线圈中电流的方向，C不正确，故C符合题意；
D．直流电动机主要是将电能转化为机械能，用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能，D正确，故D不符合题意；
故选C。
10．A
【详解】
A．在上述实验现象中，通电导体在磁场中运动，是电能转化为机械能，故A错误，符合题意；
BC．只改变电流方向或者只改变磁感线方向，通电导体在磁场中运动的方向都会发生改变，说明通电导体在磁场中受力方向跟电流方向和磁感线方向有关，故BC正确，不符合题意；
D．电流方向和磁感线方向两个影响因素同时改变时，受力运动方向不变，故D正确，不符合题意
故选A
11．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．
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． N 相同 向外 电能转化成机械能
【详解】
[1]图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，磁铁上端为N极。
[2][3]已知磁场对线框ab段的作用力垂直于纸面向里，线框的ab段和cd段的电流方向相同，磁场方向不同，线框cd段受到的磁场力垂直于纸而向外。
[4]线框在转动过程中消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。
14． 电流 磁感线 电动机
【详解】
[1][2]通电导线在磁场中受到力的作用，受力的方向与电流方向和磁感线(磁场)方向有关，当只改变电流方向时，通电导线会向相反的方向移动；当只改变磁场方向时，通电导线也会向相反的方向移动。
[3]电动机即通电就能动的机器，即消耗电能产生机械能的装置。
15．通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关吗？
【详解】
如图实验中，闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，将蹄形磁铁的N、S极位置互换，目的是改变磁场方向，然后观察通电导体的运动情况，从而判断它受力的方向，所以该同学探究的问题是：通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关吗？
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． 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。
18． 铁镍合金 化学 电动机
【详解】
（1）[1]铁镍合金是磁性材料能被磁铁吸引，铝和铜不是磁性材料，不能被磁铁吸引。
（2）[2]给手机在充电时，消耗电能，得到化学能，电池把电能转化为化学能储存起来。
[3]手机中的扬声器的原理与电动机的原理相同，在工作时利用磁场对电流的作用，将电能转化为机械能。
19． 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
20． AB 热 0.36 5×10﹣4 ＞
【详解】
（1）[1]A．固体可以传声，因此谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声，故A正确；
B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的，故B正确；
C．因为不同声音的音色不同，因此谷歌眼镜是通过音色来辨别声音是否由使用者发出，故C错误；
D．麦克风是将声信号转化成电信号的装置，扬声器是将电信号转化成声信号的装置，故D错误。
故选AB。
（2）[2]谷歌眼镜在使用中，由于电流的热效应会有明显的发热现象。
[3]已知Q=600mAh=0.6Ah，则谷歌眼镜在高负荷使用中平均功率：
P=
（3）[4][5]由F1L1=F2L2可得，
FC×BC=GA×BC
即压点感应器C所受压力：
F压力=FC=mAg=
×0.1×10-3kg×10N/kg=5×10-4N；
分别以B、C为支点，求出对应压力FC、FB；以B为支点，如图所示：
其中AO=1mm，BO=10mm，由几何知识可得OE=1mm，BE=5mm-1mm=4mm
所以重力的力臂为
BD=BE cos45°=4mm×mm,
根据杠杆平衡条件G×BD=FC×BC可得，
FC′=G ①
以C为支点，杠杆受重力G、B点垂直杠杆向上的支持力，如图所示：
由几何知识可得
CE=10mm-4mm=6mm
所以重力的力臂为
CF=CE cos45°=6mm×3mm；
根据杠杆平衡条件G×CF=FB×BC可得，
FB=G ②
由题意可得
故UB>UC。
21． 导体棒质量太大 换用一根质量小的导体棒，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，若导体棒运动，说明猜想正确
【详解】
（1）此为电动机模型，通电导线在磁场中将受力运动，闭合开关后，发现导体棒ab没有动，可能的原因可能是阻力太大，也就是摩擦力太大，即物体的质量太大了.
（2）检验方法：换用一根质量小的导体棒，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，若导体棒运动，说明猜想正确.
答案第1页，共2页
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