粤沪版物理九年级下册同步提优训练：17.2 探究电动机转动的原理（Word有答案）
文档属性
| 名称 | 粤沪版物理九年级下册同步提优训练：17.2 探究电动机转动的原理（Word有答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 538.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤沪版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-07 21:41:27 | ||
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文档简介
17.2 探究电动机转动的原理
题组1 磁场对电流的作用
1.小明从资料中得知家庭电路中通过用电器的是交流电,电流的大小和方向周期性发生改变。一次探究活动中小明把一个正在发光的灯泡放到蹄形磁铁中间(如图图图所示),他惊讶地发现了灯丝在晃动,这可能是因为 。
2.[2020·徐州] 如图图图所示,铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了 对它的作用力,若改变电流方向,通电后铝棒将向 侧摆动,若铝棒中的电流变大,铝棒的摆动幅度将变 。
3.如图图图所示,在“研究磁场对电流作用”的实验装置中,导体棒ab不能选用下列哪种材料制成 ( )
A.铜 B.铁 C.铝 D.锡
4.[2020·宿迁] 如图图图所示,当闭合开关的瞬间,导体棒AB水平向右运动;若同时对调电源与磁体的两极,再次闭合开关时,导体棒AB的运动方向是 ( )
A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向上 D.竖直向下
5.[2020·广州] 矩形铜线框在某磁场中的位置如图图图所示,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
6.小辉利用如图图甲所示装置进行电磁学实验。
①在图甲所示的实验中,闭合开关前,可观察到磁场中的金属棒ab静止在水平导轨上。
②闭合开关后,可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向左运动。
③若只对调电源正、负极接线,再闭合开关,可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向右运动。
④若只把蹄形磁铁上下磁极调换一下,再闭合开关,可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向右运动。
(1)通过比较①②可得: 对通电导体有力的作用。
(2)通过比较②③可得:通电导体在磁场中受力的方向与 有关。
(3)通过比较②④可得,通电导体在磁场中受力的方向与 有关。
(4)小辉在课下制作了如图图图乙所示的“神奇转框”,金属框的上部中央位置与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,于是金属框就可以绕电池转动起来,金属框在转动的过程中是将电能转化为 能,请你判断制作柱形物的材料应具有较好的 性和磁性。
题后反思
(1)通电导体周围存在磁场,磁场对通电导体有力的作用。
(2)通电导体周围的磁场方向与电流的方向有关,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。
题组2 电动机的工作原理
7.研究电动机的工作过程,如图图图所示。
(1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。图甲中,线圈左右两边框ab、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。
8.小明和小华分别用如图图图所示的装置研究简易电动机的工作情况,小明将线圈引线两端的漆全部刮掉,小华只将一端的漆全刮掉,另一端刮掉一半,闭合开关后(有电流通过灯丝,灯就发光),他们看到的现象分别是 ( )
A.小明看到线圈连续转动,灯时亮时灭 B.小华看到线圈连续转动,灯连续发光
C.小华看到线圈左右摆动,灯时亮时灭 D.小明看到线圈左右摆动,灯连续发光
9.线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置时,导线ab所受磁场力的方向 ( )
A.相同,因为磁场方向、ab中的电流方向都没改变
B.相同,因为磁场方向、ab中的电流方向都改变
C.相反,因为流过ab的电流方向相反
D.相反,因为磁场方向相反
10.[2019·扬州] 如图图图所示为直流电动机的工作原理图,下列分析中正确的是( )
A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B.电动机通电后不转,一定是电路断路
C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
11.处在磁场中的通电导体,当电流方向和磁场方向垂直时会受到力的作用,力的方向与磁场方向和电流方向三者之间互相垂直,并且存在一定的逻辑关系,如图图甲所示。电动机的线圈处在水平位置,通有逆时针方向的电流,如图图图乙所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.电动机的线圈将逆时针方向转动 B.此时,线圈前后两个边受力的方向相反
C.此时,线圈受力平衡,不发生转动 D.此时,线圈左边受力的方向竖直向上
12.在研究磁场对电流有力的作用的实验中:
(1)利用如图图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入 ,根据该原理可制成 。
(2)若要继续研究通电导体在磁场中受力的大小与电流大小的关系,一般在上述电路中再串联一个 ,根据通电导体的 来判断其受力的大小。
(3)乙、丙两个图中,图 的线圈恰好处于平衡位置,另一个图中线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反,但不满足二力平衡条件的原因是这两个力 。
(4)图丁中的AB是换向器,其作用是 。
题后反思
(1)通电线圈在磁场中的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,只改变其中的一个因素,线圈转动方向改变,同时改变两个因素,线圈转动方向不变。(2)电动机工作时电能主要转化为机械能,还有一部分转化为内能。(3)电动机中,线圈连续转动是靠换向器实现的。
题组3 电动机原理的应用
13.如图图图所示是一种汽车饰品——小盆景,花盆表面有一个太阳能电池板,电池板把光能转化为 能,塑料小花在阳光下能不断摇摆。请你猜测花盆里还有一个重要的装置是 ,这种装置的工作原理是 。
14.如图图图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转。小明认为该电流表的工作原理是 对电流会产生力的作用。若电流从负接线柱流入,指针会反方向偏转(损坏电流表),可知通电导体受力的方向跟
有关。
15.如图图图所示为一个动圈式扬声器的结构示意图,某一瞬间通过其线圈的电流如图图图所示,线圈跟永磁体相互作用,带动锥形纸盆运动;当电流方向改变时,线圈的运动方向将 (选填“改变”或“不变”),此装置中能量转化情况是 。
16.如图图图所示为公交车自动爆玻器,它相当于一个电控安全锤。危急时刻,司机只需按下开关,内部电磁线圈通电产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃的边角部位,实现击碎玻璃的目的。自动爆玻器主要用到的工作原理是 ( )
A.电流的磁效应
B.通电导体在磁场中受力的作用
C.电荷间的相互作用规律
D.磁极间的相互作用规律
17.现代工具的使用会大大提高工作效率。如图图图所示是某品牌充电式电动螺丝刀,直流电动机内通过不同方向的电流,就可以实现正转和反转,即可以实现松螺丝或紧螺丝,调速器又可以实现转速的调节,中的简易电路符合上述要求的是 ( )
题后反思
(1)电动机原理的应用是先通电后受力;
(2)通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关。
18.网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中,“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正、负极两端制成“小火车”,并将其整个放入自制的铜质螺线管中,发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来,直到从螺线管的另一端穿出(如图图甲所示)。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣,便动手进行了实验。
(1)图甲中,两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过,他由此推测:只有当线圈中有电流通过时,“小火车”才会受力运动。为验证这一假设,他需要进一步的操作是 。
(2)预测图乙中的“小火车”将向 (选填“左”或“右”)运动。
(3)要让“小火车”在螺线管中运动得更快,可以采取的措施是 (写出一种方法)。
答案
17.2 探究电动机转动的原理
1.磁场对电流有力的作用
2.磁场 右 大
3.B
4.A 5.B
6.(1)磁场 (2)电流方向
(3)磁场方向 (4)机械 导电
7.(1)通电线圈 电流方向不同 90
(2)换向器 刚转过 电流
8.D 9.C
10.A 解： 改变磁场方向可以改变线圈转动方向,A正确。电动机通电后不转的原因可能是:电流太小;磁场太弱;电路断路;线圈处于平衡位置,B错误。电动机工作时电能大部分转化为机械能,还有一小部分转化为内能,C错误。换向器在线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈连续转动下去,D错误。
11.D 解： 图乙中,磁场的方向是水平向右的,电流的方向沿逆时针,则线圈左边受到的力的方向是向上的,线圈右边受到的力的方向是向下的,即电动机的线圈将沿顺时针方向转动,A错误,D正确;线圈前后两个边中有电流,电流方向与磁场方向平行,不会受到力的作用,B错误;此时,线圈左边受到向下的力,线圈右边受到向上的力,线圈受力不平衡,发生转动,C错误。
12.(1)电源 电动机 (2)滑动变阻器 摆动幅度
(3)丙 没有作用在同一直线上
(4)当线圈刚转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向,使得线圈持续转动
13.电 电动机 通电线圈在磁场中受力的作用
14.磁场 电流方向
15.改变 电能转化为机械能
16.B 解： 由题知,司机只需按下开关,内部电磁线圈通电产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃的边角部位,实现击碎玻璃的目的,所以自动爆玻器的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故B正确。
17.D
18.(1)将电池的一端与磁铁断开 (2)左
(3)增强磁铁的磁性(或使螺线管的绕线更密集,或增加电池电压)
解： (1)两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过,他由此推测:只有当线圈中有电流通过时,“小火车”才会受力运动。为验证这一假设,进一步的操作是将电池的一端与磁铁断开。
(2)图乙中“小火车”被全部推入螺线管后,与磁铁接触的那一段螺线管通电产生磁场,螺线管内部的磁场方向与图甲中相反,则“小火车”向左运动。
(3)磁极间相互作用力越大,“小火车”速度就越大,所以可以增强磁铁的磁性(或使螺线管的绕线更密集以增加两侧磁铁之间的线圈匝数,或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)。
题组1 磁场对电流的作用
1.小明从资料中得知家庭电路中通过用电器的是交流电,电流的大小和方向周期性发生改变。一次探究活动中小明把一个正在发光的灯泡放到蹄形磁铁中间(如图图图所示),他惊讶地发现了灯丝在晃动,这可能是因为 。
2.[2020·徐州] 如图图图所示,铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了 对它的作用力,若改变电流方向,通电后铝棒将向 侧摆动,若铝棒中的电流变大,铝棒的摆动幅度将变 。
3.如图图图所示,在“研究磁场对电流作用”的实验装置中,导体棒ab不能选用下列哪种材料制成 ( )
A.铜 B.铁 C.铝 D.锡
4.[2020·宿迁] 如图图图所示,当闭合开关的瞬间,导体棒AB水平向右运动;若同时对调电源与磁体的两极,再次闭合开关时,导体棒AB的运动方向是 ( )
A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向上 D.竖直向下
5.[2020·广州] 矩形铜线框在某磁场中的位置如图图图所示,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
6.小辉利用如图图甲所示装置进行电磁学实验。
①在图甲所示的实验中,闭合开关前,可观察到磁场中的金属棒ab静止在水平导轨上。
②闭合开关后,可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向左运动。
③若只对调电源正、负极接线,再闭合开关,可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向右运动。
④若只把蹄形磁铁上下磁极调换一下,再闭合开关,可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向右运动。
(1)通过比较①②可得: 对通电导体有力的作用。
(2)通过比较②③可得:通电导体在磁场中受力的方向与 有关。
(3)通过比较②④可得,通电导体在磁场中受力的方向与 有关。
(4)小辉在课下制作了如图图图乙所示的“神奇转框”,金属框的上部中央位置与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,于是金属框就可以绕电池转动起来,金属框在转动的过程中是将电能转化为 能,请你判断制作柱形物的材料应具有较好的 性和磁性。
题后反思
(1)通电导体周围存在磁场,磁场对通电导体有力的作用。
(2)通电导体周围的磁场方向与电流的方向有关,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。
题组2 电动机的工作原理
7.研究电动机的工作过程,如图图图所示。
(1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。图甲中,线圈左右两边框ab、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。
8.小明和小华分别用如图图图所示的装置研究简易电动机的工作情况,小明将线圈引线两端的漆全部刮掉,小华只将一端的漆全刮掉,另一端刮掉一半,闭合开关后(有电流通过灯丝,灯就发光),他们看到的现象分别是 ( )
A.小明看到线圈连续转动,灯时亮时灭 B.小华看到线圈连续转动,灯连续发光
C.小华看到线圈左右摆动,灯时亮时灭 D.小明看到线圈左右摆动,灯连续发光
9.线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置时,导线ab所受磁场力的方向 ( )
A.相同,因为磁场方向、ab中的电流方向都没改变
B.相同,因为磁场方向、ab中的电流方向都改变
C.相反,因为流过ab的电流方向相反
D.相反,因为磁场方向相反
10.[2019·扬州] 如图图图所示为直流电动机的工作原理图,下列分析中正确的是( )
A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B.电动机通电后不转,一定是电路断路
C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
11.处在磁场中的通电导体,当电流方向和磁场方向垂直时会受到力的作用,力的方向与磁场方向和电流方向三者之间互相垂直,并且存在一定的逻辑关系,如图图甲所示。电动机的线圈处在水平位置,通有逆时针方向的电流,如图图图乙所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.电动机的线圈将逆时针方向转动 B.此时,线圈前后两个边受力的方向相反
C.此时,线圈受力平衡,不发生转动 D.此时,线圈左边受力的方向竖直向上
12.在研究磁场对电流有力的作用的实验中:
(1)利用如图图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入 ,根据该原理可制成 。
(2)若要继续研究通电导体在磁场中受力的大小与电流大小的关系,一般在上述电路中再串联一个 ,根据通电导体的 来判断其受力的大小。
(3)乙、丙两个图中,图 的线圈恰好处于平衡位置,另一个图中线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反,但不满足二力平衡条件的原因是这两个力 。
(4)图丁中的AB是换向器,其作用是 。
题后反思
(1)通电线圈在磁场中的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,只改变其中的一个因素,线圈转动方向改变,同时改变两个因素,线圈转动方向不变。(2)电动机工作时电能主要转化为机械能,还有一部分转化为内能。(3)电动机中,线圈连续转动是靠换向器实现的。
题组3 电动机原理的应用
13.如图图图所示是一种汽车饰品——小盆景,花盆表面有一个太阳能电池板,电池板把光能转化为 能,塑料小花在阳光下能不断摇摆。请你猜测花盆里还有一个重要的装置是 ,这种装置的工作原理是 。
14.如图图图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转。小明认为该电流表的工作原理是 对电流会产生力的作用。若电流从负接线柱流入,指针会反方向偏转(损坏电流表),可知通电导体受力的方向跟
有关。
15.如图图图所示为一个动圈式扬声器的结构示意图,某一瞬间通过其线圈的电流如图图图所示,线圈跟永磁体相互作用,带动锥形纸盆运动;当电流方向改变时,线圈的运动方向将 (选填“改变”或“不变”),此装置中能量转化情况是 。
16.如图图图所示为公交车自动爆玻器,它相当于一个电控安全锤。危急时刻,司机只需按下开关,内部电磁线圈通电产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃的边角部位,实现击碎玻璃的目的。自动爆玻器主要用到的工作原理是 ( )
A.电流的磁效应
B.通电导体在磁场中受力的作用
C.电荷间的相互作用规律
D.磁极间的相互作用规律
17.现代工具的使用会大大提高工作效率。如图图图所示是某品牌充电式电动螺丝刀,直流电动机内通过不同方向的电流,就可以实现正转和反转,即可以实现松螺丝或紧螺丝,调速器又可以实现转速的调节,中的简易电路符合上述要求的是 ( )
题后反思
(1)电动机原理的应用是先通电后受力;
(2)通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关。
18.网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中,“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正、负极两端制成“小火车”,并将其整个放入自制的铜质螺线管中,发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来,直到从螺线管的另一端穿出(如图图甲所示)。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣,便动手进行了实验。
(1)图甲中,两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过,他由此推测:只有当线圈中有电流通过时,“小火车”才会受力运动。为验证这一假设,他需要进一步的操作是 。
(2)预测图乙中的“小火车”将向 (选填“左”或“右”)运动。
(3)要让“小火车”在螺线管中运动得更快,可以采取的措施是 (写出一种方法)。
答案
17.2 探究电动机转动的原理
1.磁场对电流有力的作用
2.磁场 右 大
3.B
4.A 5.B
6.(1)磁场 (2)电流方向
(3)磁场方向 (4)机械 导电
7.(1)通电线圈 电流方向不同 90
(2)换向器 刚转过 电流
8.D 9.C
10.A 解： 改变磁场方向可以改变线圈转动方向,A正确。电动机通电后不转的原因可能是:电流太小;磁场太弱;电路断路;线圈处于平衡位置,B错误。电动机工作时电能大部分转化为机械能,还有一小部分转化为内能,C错误。换向器在线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈连续转动下去,D错误。
11.D 解： 图乙中,磁场的方向是水平向右的,电流的方向沿逆时针,则线圈左边受到的力的方向是向上的,线圈右边受到的力的方向是向下的,即电动机的线圈将沿顺时针方向转动,A错误,D正确;线圈前后两个边中有电流,电流方向与磁场方向平行,不会受到力的作用,B错误;此时,线圈左边受到向下的力,线圈右边受到向上的力,线圈受力不平衡,发生转动,C错误。
12.(1)电源 电动机 (2)滑动变阻器 摆动幅度
(3)丙 没有作用在同一直线上
(4)当线圈刚转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向,使得线圈持续转动
13.电 电动机 通电线圈在磁场中受力的作用
14.磁场 电流方向
15.改变 电能转化为机械能
16.B 解： 由题知,司机只需按下开关,内部电磁线圈通电产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃的边角部位,实现击碎玻璃的目的,所以自动爆玻器的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故B正确。
17.D
18.(1)将电池的一端与磁铁断开 (2)左
(3)增强磁铁的磁性(或使螺线管的绕线更密集,或增加电池电压)
解： (1)两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过,他由此推测:只有当线圈中有电流通过时,“小火车”才会受力运动。为验证这一假设,进一步的操作是将电池的一端与磁铁断开。
(2)图乙中“小火车”被全部推入螺线管后,与磁铁接触的那一段螺线管通电产生磁场,螺线管内部的磁场方向与图甲中相反,则“小火车”向左运动。
(3)磁极间相互作用力越大,“小火车”速度就越大,所以可以增强磁铁的磁性(或使螺线管的绕线更密集以增加两侧磁铁之间的线圈匝数,或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)。