沪科版物理九年级全一册同步练习：17.3　科学探究电动机为什么会转动（Word 含答案）

第三节　科学探究:电动机为什么会转动
知识点 1　通电导体在磁场中受到力的作用
1.如图所示为“研究通电导线在磁场中受力运动”的实验装置,回答下列问题。
(1)把导线ab放在磁场中,接通电源,让电流通过导线ab,会发现导线ab　　　　(选填“运动”或“不运动”)。
(2)保持磁体的磁极不变,把电源的正、负极对调后接入电路,使通过导线ab的电流方向与原来相反,这时导线ab的运动方向与原来运动方向　　　　　。
(3)保持电源的正、负极不变,对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反,这时导线ab的运动方向与原来运动方向　　　　　　。
(4)由此可以得出:通电导线在磁场中要受到力的作用,受力的方向跟　　　　方向和　　　　方向都有关系。
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.向右移动滑动变阻器的滑片 D.将电源正、负极和磁体N、S极同时对调
知识点 2　电动机
3.电动机主要由　　　　和　　　　组成,是利用　　　　线圈在　　　　里受力而转动的原理制成的。直流电动机之所以能够持续转动是因为每当线圈刚转过　　　　　　　　时,　　　　　就能自动改变线圈里的电流方向。
4.一台组装齐全的直流电动机模型,接通电源后电动机不转,用手拨动一下线圈后,线圈就正常转动起来,则它开始时不转的原因可能是 (　　)
A.线圈内部短路 B.电刷与换向器接触不良
C.磁体的磁性不够强或线圈中电流不够大 D.线圈正好处于平衡位置
5.要使一台直流电动机的转速增大一些,下列方法中不可行的是 (　　)
A.增大线圈中的电流 B.换用输出电压较高的电源
C.将磁体的磁极对调 D.换用磁性更强的磁体
6.如图所示,小明用漆包线绕成线圈,做成电动机模型,通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是 (　　)
A.将线圈两端的漆全部刮去
B.将线圈一端的漆全部刮去,另一端的漆不刮
C.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在同侧
D.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在异侧
7.要改变直流电动机线圈的转动方向,可行方法是(　　)
A.改变线圈中的电流方向或对调磁体两极
B.改变线圈中的电流方向并同时对调磁体两极
C.适当减小电流
D.适当减弱磁场
8.如图所示,干电池底部吸有强磁体(可导电),在干电池的正极上支有一“门”字形导线框,导线框B侧和套在强磁体上的导电圆环C连接,导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁体接触良好。关于导线框转动的动力来源,下列说法正确的是 (　　)
A.只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B.只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C.线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D.线框A侧、B侧都不受磁场对电流的作用,是受到的其他外力
9.如图所示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,导线ab受到的磁场力方向也不同
B.甲、乙两图中的线圈再转动90°,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.如图果电动机持续转动,则电动机内、外流的都是直流电
10.[2019·嘉兴] 小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭,原理如图所示。接通交流信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁体,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭的响度,下列方法不可行的是 (　　)
A.改变磁体的磁极 　 B.改变电流的大小
C.改变磁体的磁性强弱 　 D.改变线圈的匝数
11.[2019·广州] 中, 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,F是磁场对通电导线的作用力。如图所示,磁场对通电导线的作用力与F的方向相同的是 (　　)
12.如图所示是灵敏电流计内部结构示意图,它的工作原理是通电导体在　　　　中会受到力的作用,使指针发生偏转。如图果改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向　　　　(选填“会”或“不会”)发生改变。
13.研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是磁场对　　　　　　有力的作用。如图甲所示,线圈左右两边框ab和cd的受力方向相反,其原因是　　　　　　　　。线圈从图示位置再转动　　　　度后线圈将恰好到达平衡位置,并最终停在该位置。
(2)图乙中的线圈可以持续转动,是因为它加装了　　　　,该装置能在线圈　　　　(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的　　　　方向。
考|题|展|示
14.[2020·广州] 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
答案
1.(1)运动　(2)相反　(3)相反　(4)电流　磁场
2.B　 换用更细的铜棒,使电阻变大电流变小,但不能改变铜棒受力的方向,故A错误;将磁体的N、S极对调,磁场方向改变,则铜棒的受力方向改变,铜棒向左运动,故B正确;向右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,故C错误;将电源正、负极和磁体的磁极同时对调,影响磁场力方向的两个因素同时改变,则铜棒的受力方向不变,铜棒仍然向右运动,故D错误。
3.磁体　线圈　通电　磁场　平衡位置　换向器
4.D　 由题意知是在用手拨动一下线圈后,线圈才正常转动起来,说明电动机不转时,线圈正好处于平衡位置。
5.C　 由电动机原理知要想增大转速就应当增大线圈所受磁场力,通电导体所受磁场作用力的大小与磁场的强弱和通电导体中的电流大小有关,磁场越强,电流越大,磁场对通电导体的作用力越大。
6.C　 没有换向器,不能改变线圈中的电流方向,就不能改变线圈的受力方向,所以闭合开关S后,发现线圈不能持续转动,要想让线圈持续转动,需增加换向器,也可将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在同侧,相当于添加一个换向器,使线圈能够持续转动,故C正确。
7.A　 直流电动机中线圈转动的方向与电流的方向和磁场的方向有关。二者中任何一个发生改变,线圈转动方向就会发生改变。二者同时改变时,线圈转动方向不变。减小电流、减弱磁场只能改变转动速度,不能改变转动方向。
8.B　 干电池底部吸有强磁体,周围存在磁场,导线框B侧和套在强磁体上的导电圆环C连接,则线框B侧有电流通过(即线框B侧是通电导体),所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动;而线框A侧没有通电,所以A侧没有受到磁场的作用力。
9.D　 由图可知,在这两个时刻导线ab中电流方向不同,由于通电导体受力方向与磁场方向和电流方向有关,所以在这两个时刻导线ab的受力方向不同,故A正确;平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置,图中磁感线从右向左,故甲、乙两图中的线圈再转动90°,都能到达平衡位置,故B正确;读图可知,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;电动机之所以能持续转动,是因为每当线圈刚转过平衡位置时换向器就会自动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。
10.A　 由题知,接通交流信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁体,带动纸盆振动发声。改变磁体的磁极,并不能起到改变磁性强弱的作用,不能改变纸盆振动的幅度以调节喇叭的响度,故A方法不可行;为改变纸盆振动幅度以调节喇叭的响度,可以改变磁体的磁性强弱,还可以改变电流大小或改变线圈匝数,故B、C、D方法都可行。
11.B　 图A,根据右手螺旋定则可以判断左侧通电螺线管的左端是N极、右端是S极,右侧通电螺线管的左端是N极、右端是S极,和题干中的磁极比对可知,导线中的电流方向不变,导线所在位置的磁场方向改变,所以磁场对通电导线的作用力方向改变,故A错误;
图B,根据右手螺旋定则可以判断左侧通电螺线管的左端是N极、右端是S极,右侧通电螺线管的左端是N极、右端是S极,和题干中的磁极比对可知,导线中的电流方向改变,导线所在位置的磁场方向改变,所以磁场对通电导线的作用力方向不变,故B正确;
图C,根据右手螺旋定则可以判断左侧通电螺线管的左端是S极、右端是N极,右侧通电螺线管的左端是S极、右端是N极,和题干中的磁极比对可知,导线中的电流方向改变,导线所在位置的磁场方向不变,所以磁场对通电导线的作用力方向改变,故C错误;
图D的电路中没有电源,螺线管不会有磁性,螺线管对通电导体不会产生磁力的作用,故D错误。
12.磁场　会
通电导体在磁场中受到力的作用,灵敏电流计就是利用这一原理工作的。当电流通过线圈时,线圈受到磁场力的作用,灵敏电流计指针发生偏转;通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系,如图果保持磁场方向不变,改变电流方向,线圈受力方向发生变化,指针的偏转方向也会改变。
13.(1)通电线圈　电流方向不同　90 (2)换向器　刚转过　电流
(1)电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用。线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关;图甲中,线圈左右两边框ab和cd的受力方向相反,是因为两侧的电流方向不同。当线圈从图示位置再转动90度后,线圈将恰好达到平衡位置,此时受力平衡,最终会停在该位置。
(2)图乙中的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,它能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。
14.B　 由图可知,ab段电流向下、fe段电流向上、bc段电流向上、ed段电流向下,ab段和ed段电流方向相同,受到磁场作用力方向相同,fe段和bc段电流方向相同,受到磁场作用力方向相同。