初中物理人教版九年级全一册20.4电动机习题（含解析）

20.4电动机
一、选择题
1．下图中与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．下列四幅图中可探究磁场对电流作用的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，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将会（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．静止不动
4．科学家发明了一种给手机充电的摇椅，这种摇椅将摇晃产生的电能供给手机。下列实验与给手机充电的摇椅工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．新能源汽车越来越普及，如图所示为临沂新能源汽车号牌专用标识，号牌中的圆圈由两部分组成：左侧是英文单词“Elerie”的首字母“E”，右侧是电源插头的图案；号牌中的字母“D”表示纯电动汽车，这类汽车发动机的动力装置是电动机，其工作原理是如图实验中的（　　）
A．
B．
C．
D．
6．电磁炮是利用磁场来加速金属炮弹使之发射的一种武器，下列与之工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
7．动圈式喇叭接在音频放大器上，当音频放大器给喇叭通电时，喇叭就会发出声音。下图和动圈式喇叭原理相同是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．下列四个实验能反映电风扇工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示，两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱。图中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
10．小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，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
11．如图所示，是公交车自动爆玻器，自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用通电导体在磁场中受力转动，从而带动钨钢头击打车窗玻璃，以实现击碎玻璃的目的。下图能表示自动爆玻器工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，用Fab、Fcd、Fa′b′、Fc′d′分别表示图乙、丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（　　）
A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下
B．Fab 竖直向上，Fcd竖直向下
C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下
D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上
13．有一种轮子会发光的溜冰鞋，轮子是透明的，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管LED组成的电路固定在轮的轴上。溜冰时，轮子发光，下列分析不正确的是（　　）
A．由金属线圈和发光二极管组成的电路一定是闭合电路
B．利用的原理是磁场对电流的作用
C．发光二极管LED是一种半导体材料
D．这个过程中能量的转化：先机械能转化为电能，再把电能转化为光能
14．如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内，干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。关于简易“电动火车”的说法有：①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘；②强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；③“结合体”受到磁场力的作用；④“结合体”受到电源产生的电力。其中正确的是（　　）
A．①② B．②③ C．①③ D．①④
二、综合题
15．扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器。随着人们生活水平的提高，其有主动躲避障碍物.自动吸尘.自动返回充电等智能功能的机器人逐步进入普通家庭。如图为小佳同学家里新买的某品牌扫地机器人，下表中为扫地机器人的部分参数。
额定工作电压 12 V 额定功率 30 W
电池容量 2500 mAh 工作噪音 ＜50 dB
（1）扫地机器人的机身厚度小、低矮，这种形状降低了物体的　 　，既使得机器人运动时不易倾倒，又符合中国家具的特点，轻松捕获底部灰尘。我们使用机器人清扫地面时，尽量不要在潮湿的环境中，以免电机受潮发生而起火，如果不是干湿两用的扫地机器人千万不要吸水，以免烧毁电机。
（2）扫地机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘.杂物吸入集尘盒，扫地机器人内置电动机工作时应用了　 　的工作原理。
（3）（多选）扫地机器人防滑轮皮采用凸凹材质制成：底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体：前端装有感应器，通过发射.接收超声波或红外线来侦测障碍物。则下列说法中正确的是　 　
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．当遇到玻璃门等透明障碍物时。使用红外线感应器效果较好
（4）该机器人正常工作时的电流为　 　A；当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电（提示：电池容量指放电电流与放电总时间的乘积），充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为　 　min。
16．阅读短文，回答问题：
电动自行车调速系统
常用电动自行车调速系统主要由磁铁.霍尔传感器.控制器和开关K四部分组成。
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大。如图甲所示，当霍尔传感器从左往右移动时，它所处的磁场强弱发生变化，导致霍尔传感器产生的电压U0相应变化，在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的相对位置发生改变，致使U0的大小发生变化。
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断是：当U1小于U0时，UK＝1 V，图乙中开关K闭合；U1大于U0时，UK＝0，K断开如图乙。正常行驶时，电动自行车控制器的电压U1的大小随时间周期性变化，如图丙所示，控制器输出的UK使开关交替通断。
（1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？　 　
A．发电机 B．扬声器 C．话筒 D．电热水壶
（2）如图甲所示，当霍尔传感器从条形磁铁的S附近水平移动到N极附近时，它所处的磁场强弱的变化是　 　，导致霍尔传感器产生的电压U0大小的变化是　 　。
（3）当控制电压UK＝0时，电动机中　 　（有/无）电流通过。
（4）当电动车在行驶过程中，转动手柄旋转套后，车速增大，电动自行车的电动机的额定功率　 　（选“变大”.“变小”或“不变”）。
（5）图中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线，由图中所示可知：t1、t2、t3、t4的四个时刻中，　 　时刻电动车获得动力（加速）。
17．阅读短文，回答问题：
电子手表的奥秘
如图（1）所示，电子表可分为数字式石英电子手表。指针式石英电子手表及自动石英表和光动能手表。
（1）数字式石英电子手表：石英晶体的压电效应和二极管式液晶显示相结合的手表，其功能完全由电子元件完成。
（2）指针式石英电子手表：石英表的能源来自氧化银扣式电池。氧化银扣式电池向集成电路提供特定电压，通过集成电路中的振荡电路和石英谐振器使石英振子起振，形成振荡电路源，输出间歇性变化的秒脉冲信号。秒脉冲送到步进电机（相当于电动机），一秒钟推动步进电机动一次，进而带动秒针走一格，使表针准确地显示时间。内部电路简化为如图（2）所示，电池提供能源，确保电路正常工作；集成电路提供频率为1Hz和功率稳定的脉冲信号；步进电机通过齿轮带动指针转动指示时间。
请回答下列问题：
a．步进电机工作的原理与下列哪个装置的工作原理相同　 　。
b．集成电路部分在电路中相当于间歇性工作的　 　（电源/用电器/开关）。
c．集成电路输出间歇性变化的秒脉冲信号符合要求的是下列图中的　 　。
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【答案】C
【解析】电动机的原理是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理制成的。
A.图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感应现象，故A不合题意；
B.该图是奥斯特实验图，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故B不符合题意；
C.图为电流表的原理图，电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的，故C符合题意；
D.图为电磁铁的原理图，是探究磁性强弱与线圈匝数的关系，利用电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：C。
2．【答案】B
【解析】
A.当将导体棒放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，故说明通电直导体周围存在磁场，故A错误；
B.当开关闭合时，放在磁场中的导体会在磁场力的作用下运动起来，故探究的是磁场对电流作用力，故B正确；
C.线圈与灯泡相连，故在闭合回路中当线圈在磁场中转动时，线圈会产生电流，故探究的是电磁感应，故C错误；
D.该图中有一个电磁铁，即探究电磁铁磁性强弱与电流大小.线圈匝数的关系，故D错误；
故选：B。
3．【答案】A
【解析】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，同时对调电源与磁体的两极，即同时改变电流的方向和磁场的方向，则导体受力方向不变，还是水平向右运动。
故选：A。
4．【答案】A
【解析】可充电摇椅是利用电磁感应现象制成的，摇椅转动时，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，给手机充电。
A.图中是探究电磁感应现象的实验，是发电机的原理，与给手机充电的摇椅工作原理相同，故A符合题意；
B.图中是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C.图中的实验说明了通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故C不符合题意；
D.图中是探究电磁铁特点的实验，故D不符合题意。
故选：A。
5．【答案】D
【解析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动；
A.探究磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引，故A不符合题意；
B.电路中没有电源，是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故B不符合题意；
C.是奥斯特实验图，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，故C不符合题意；
D.电路中有电源，通电导体受到磁场力的作用运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选：D。
6．【答案】B
【解析】由题知，电磁炮是一种先进的装备，它是利用磁场对通电导体作用的原理；
A.图中是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，是电生磁现象，故A不符合题意；
B.图中有电源，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的原理，与电磁炮的工作原理相同，故B符合题意；
C.图中闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，电流表指针发生偏转，是电磁感应现象，故C不符合题意；
D.图中闭合电路的部分线圈在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，电流表指针发生偏转，是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选：B。
7．【答案】D
【解析】
A.如图，闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，导体中有电流，这是电磁感应现象，是动圈式话筒的工作原理，故A不符合题意；
B.该图是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故B不符合题意；
C.该装置是电磁铁，该图中的实验现象说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故C不符合题意；
D.图中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，是电动机的原理，也是动圈式喇叭的工作原理，故D符合题意。
故选：D。
8．【答案】C
【解析】电风扇的核心元件是电动机，电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的。
A.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，是机械能转化为电能，故A不符合题意；
B.移动滑片，小灯泡亮度发生改变，是电能转化为内能，故B不符合题意；
C.该选项中存在电源，闭合开关后，处于磁场中的直导线会受力运动，即通电导体在磁场中受力运动，故是电动机的原理，故C符合题意；
D.该实验装置是奥斯特实验装置，此实验说明了通电导体周围存在着磁场，故D不符合题意。
故选：C。
9．【答案】D
【解析】电动平衡车的无刷电机工作时，消耗电能，获得机械能，因此是将电能转化为机械能，从而获得动力。
A.研究电磁感应现象，机械能转化为电能，故A错误；
B.研究通电导体的周围有磁场，是电流的磁效应，故B错误；
C.研究电磁铁磁性的大小与线圈匝数的关系，故C错误；
D.研究通电导体在磁场中受力的作用，电能转化为机械能，与电动平衡车驱动前行过程原理相同，故D正确。
故选：D。
10．【答案】D
【解析】
小华将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用为转动，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，灯时亮时灭，故BC错误；
小明把两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，但电路中有持续的电流，灯泡会持续发光，故A错误，D正确。
故选：D。
11．【答案】C
【解析】按下开关，自动爆玻器的线圈在磁场中受到力的作用而运动，产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的；
A.A图说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A错误；
B.B图是说明电磁铁的磁性与电磁铁线圈匝数的关系，故B错误；
C.C图是当导体中通过电流时，通电导线在磁场中受力的作用而运动，是电能转化为机械能，与自动爆玻器工作原理相同，故C正确；
D.D图是电磁感应现象，机械能转化为电能，是产生电流的装置，故D错误。
故选：C。
12．【答案】C
【解析】
图甲中，电源左侧为正极.右侧为负极，则导体棒中的电流方向垂直于纸面向里，磁体间的磁场方向从右向左，导体受到磁场力的方向是竖直向上的；
图乙中，电源正负极与图甲相反，闭合开关后，ab中的电流方向垂直于纸面向外（即从b到a），磁体间的磁场方向从右向左，与甲图中的电流方向相反，磁场方向相同，所以ab受到磁场力Fab的方向是竖直向下的；由于cd中的电流方向与ab中的电流方向相反，磁场方向相同，则cd的受力方向与ab的受力方向相反，即磁场力Fcd的方向是竖直向上的，故AB错误；
图丙中，电源正负极与图甲相反，闭合开关后，a′b′中的电流方向垂直于纸面向外（即从b'到a'），而磁体间的磁场方向是从左向右，与甲图中的电流方向相反，磁场方向相反，所以a′b′与图甲中导体受到磁场力的方向相同，即Fa′b′的方向是竖直向上的；由于c'd'中的电流方向与a'b'中的电流方向相反，磁场方向相同，则c'd'的受力方向与a'b'的受力方向相反，即磁场力Fc′d′的方向是竖直向下的，故C正确，D错误。
故选：C。
13．【答案】B
【解析】ABD.产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，就会产生感应电流；产生感应电流的导体相当于电源；溜冰时磁环随轮周转动，相当于金属线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流；在此过程中能量的转化情况是：机械能转化为电能，电能再转化为光能，故B错误，AD正确；
C.发光二极管LED是由半导体做成的器件，它具有单向导电性，故C正确。
本题选错误的，故选：B。
14．【答案】B
【解析】
由图和题意可知，螺旋线圈和结合体构成一个闭合回路，强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；当吸附着磁铁的电池进入线圈后，线圈中有电流通过，通电线圈会产生磁场，“结合体”在线圈所形成的磁场中会受到磁场力的作用，“结合体”与通电线圈之间相吸.相斥，这样“结合体”就会在螺旋线圈内运动，故②③正确。
故选：B。
二、综合题
15．【答案】（1）重心；（2）通电导体在磁场中受力运动；（3）ABC；（4）2.5；48。
【解析】（1）增大稳度的方法：降低重心.增大底面积。所以扫地机器人的机身厚度小.低矮，这种形状降低了物体的重心，既使得机器人运动时不易倾倒，又符合中国家具的特点，轻松捕获底部灰尘；
（2）电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的；
（3）A．地面有静电时，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以轻小物体会吸附在地板上而不易清扫，故A正确；
B．采用凸凹材质的轮皮，是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大机器人与地面间的摩擦，故B正确；
C．为了保护听力，应控制噪声不超过90dB，机器人工作时发出的声音小于50dB，所以不会对人的听力造成损伤，故C正确；
D．当遇到玻璃门等透明或半透明障碍物时，其将直接穿过而不产生任何回波，这样扫地机器人就无法感应到前方有障碍物，于是也就无法做出减速的工作了，所以不能使用红外线感应器，使用超声波感应器较好，故D错误。
故选：ABC；
（4）由P＝IU得，机器人正常工作时的电流：
I＝＝＝2.5A，
充满电后的电池容量Q1＝2500mAh，下一次自动充电前的电池容量：
Q2＝ηQ1＝20%×2500mAh＝500mAh，
消耗的电池容量：
Q＝Q1﹣Q2＝2500mAh﹣500mAh＝2000mAh，
正常工作时的电流：
I＝2.5A＝2500mA，
由I＝得，连续正常工作的最长时间：
t＝＝＝0.8h＝48min；
故答案为：（1）重心；（2）通电导体在磁场中受力运动；（3）ABC；（4）2.5；48。
16．【答案】（1）B；（2）先变弱再变强；先变小后变大；（3）无；（4）不变；（5）t4。
【解析】（1）电动机是利用通电线圈在磁场里受力运动的原理制成的。
A.发电机是利用电磁感应现象来工作的；
B.扬声器运用了通电线圈在磁场里受力运动的原理制成的；
C.话筒是利用电磁感应的原理，将声信号转化成电信号的；
D.电热水壶是利用电流的热效应原理制成的；
故选B；
（2）已知条形磁铁的磁性是两端最强，中间弱；则霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中，根据磁场的磁性是由强变弱，然后由弱变强，所以根据U0随磁场增强而增大的特点可知霍尔传感器产生电压U0变化是先变小后变大；
（3）由材料可知UK＝0，K断开，电路中无电流通过；
（4）电动自行车的电动机的额定功率是不变的；
（5）当U1小于U0时，UK＝1V，图乙中开关K闭合，电动车获得动力，图象中的t4时刻U1小于U0，电动车获得动力。
故答案为：（1）B；（2）先变弱再变强；先变小后变大；（3）无；（4）不变；（5）t4。
17.【答案】a．D；b．开关；c．B。
【解析】a．步进电机工作的原理是通电导体在磁场中受到力的作用；
A．该装置说明了通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B.电路中没有电源，是验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验，故B不符合题意；
C.图中由电源是电磁铁，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；
D.电路图有电源，验证通电导体在磁场中受力的实验，故D符合题意。
b．集成电路中的振荡电路和石英谐振器使石英振子起振，形成振荡电路源，输出间歇性变化的秒脉冲信号，故集成电路相当于开关；
c．集成电路的频率1Hz，即1s电流的方向改变一次，故应选B。
故答案为：a．D；b．开关；c．B。
日期：2021/8/22 22:41:06；用户：华严小学；邮箱：hy01@；学号：40886758
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