20.4 电动机 同步练习（含解析） 2022－2023学年上学期广东省九年级物理期末试题选编

20.4 电动机
一、单选题
1．（2022秋·广东佛山·九年级期末）下列说法中，正确的是（　　）
A．如图甲，接通电源后，相同时间内R甲产生的热量比R乙多
B．如图乙，将变阻器滑片P向右移动，电磁铁的磁性增强
C．通电导线周围存在磁场，将小磁针移走，该磁场消失
D．改变电流方向并对调磁体的N、S极，导体AB运动方向不改变
2．（2022秋·广东佛山·九年级期末）下列4个实验中能揭示电风扇工作原理的是
A．B．C． D．
3．（2022秋·广东佛山·九年级期末）如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是
A． B．
C． D．
4．（2022秋·广东佛山·九年级期末）如图为实验室常用电流表内部构造图，多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连，当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显出电流的大小。图中与这一过程工作原理相同的是（ ）
A．B．C．D．
5．（2022秋·广东佛山·九年级统考期末）我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，下列实验中与电磁弹射器工作原理一致的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2022秋·广东深圳·九年级统考期末）如图，以塑料管为连接轴将两个玩具的电动机甲和乙连接起来，使其可同时转动， 电动机甲连接一个小灯泡，电动机乙连接电源，闭合开关后，下列说法中正确的是（　　）
A．小灯泡不发光，因为小灯泡末与电源连接
B．甲的工作原理是电磁感应
C．乙的工作原理是电磁感应
D．甲工作时，电能转化为机械能
7．（2022秋·广东深圳·九年级统考期末）下列哪个实验装置与电动机的原理相同（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
8．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）电风扇的核心部件是电动机，甲、乙两台电风扇的电动机工作20s，电动机输出的机械能和电流通过电动机产生的热量如图所示。
（1）甲电动机的效率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）乙电动机的效率；
（2）甲电动机工作20s，输出的机械能为 J；
（3）乙电动机工作20s，消耗的电能为 J。
9．（2022秋·广东茂名·九年级期末）如图所示进行“通电导线在磁场中受力运动”实验，若将电源的正负极和磁体的磁极同时对调，导体ab的运动方向与原来方向 （选填“相反”或“相同”）；通电导线在磁场中受力运动过程中的能量转化情况是电能转化为 能；利用这一原理可制成 机。
10．（2022秋·广东中山·九年级期末）金属锡的原子核带有50个正电荷，它的核外电子总共带有 库仑的电荷。广珠轻轨是联通广州、佛山、珠海、中山和江门等珠三角地区的主轴线之一，轻轨列车的动力是由 （选“汽油机”或“柴油机”或“电动机”或“空气喷气发动机”或“火箭喷气发动机”）提供的。在生活中要注意用电安全，牢记安全用电原则：不接触 ，不靠近高压带电体。
11．（2022秋·广东江门·九年级统考期末）如图所示实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟 的方向和 的方向都有关系。利用这个原理可以制成 （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）。
12．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）如图是某装置工作时的能量流向图，此装置可能 （选填“热机”、“电灯”、“电动机”），内能为 J，该装置效率为 。
13．（2022秋·广东佛山·九年级统考期末）如图实验装置中，将导体ab置于磁场中，搁在水平金属轨道上．合上开关，会观察到导体ab发生运动，这表明通电导体的磁场中要 作用， 就是据据这一原理制造出来的．如果把电源的正负极对调后接入电路，会发现导体ab的运动方向跟原来 ．
三、作图题
14．（2022秋·广东江门·九年级统考期末）如图所示， 表示电流垂直纸面向外的通电导线， 表示电流垂直纸面向里的通电导线。根据图甲中通电导体的受力情况，画出乙、丙、丁中通电导体受力的方向。
四、实验题
15．（2022秋·广东佛山·九年级统考期末）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关后，导体ab向某方向运动，说明 对通电导体有力的作用。断开开关，将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 ，紧接着断开开关，将电源的正、负极对调，然后闭合开关，会发现导体ab的运动方向与第一次闭合开关后的运动方向 。
16．（2022秋·广东茂名·九年级期末）同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，他们将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
（1）如果将磁铁的N、S极对调，导线框的转动方向将 （选填“改变”或“不改变”）。
（2）实验中，干电池供电是 能转化为电能。若通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被 。
（3）本装置与下列设备原理相同的是 。
A．电磁继电器 B．话筒（麦克风）
C．扬声器 D．电磁铁
（4）导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是 （选填“相同”或“相反”）的，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。
17．（2022秋·广东珠海·九年级统考期末）(1)小珠利用电池、小磁针和导线等器材做了如图1所示实验，观察到当导线通电时，小磁针 ，说明通电导体周国存在
(2)小海利用2图所示装置进行实验时发现，闭合开关前，导体ab静止不动，闭合开关后，导体ab运动，说明磁场对 有力的作用， （选填“发电机”、“电磁铁"或“电动机”）就是根据该原理制成的；只将磁体磁极对调后，再次闭合开关，发现导体ab运动方向 （选填 “改变”或“保持不变”），说明导体ab所受力的方向与 有关。
五、综合题
18．（2022秋·广东揭阳·九年级统考期末）阅读短文，回答问题：
双轮电动平衡车
双轮电动平衡车因具有运动灵活、操作简单、节省能源、绿色环保、转弯半径小等优点，越来越受到青年人的喜爱。
双轮电动平衡车主要由自平衡控制系统和方向操控杆两大部分组成，如图甲。自平衡控制系统以内置的精密电子陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，如图乙。站在车上的人身体向前倾斜时车子向前运动，身体向后倾斜时车子向后运动。方向操控杆用于控制电动平衡车的运动方向，摆动把手会连带着方向操控杆使车辆左右两个车轮产生不同转速，达到改变运动方向的效果。如果在前进的过程中遇到障碍物会通过方向操控杆来避让。
实际使用的双轮电动平衡车种类很多，电路是由电源、总开关S1和压力开关S2组成的。使用时，首先用遥控闭合开关S1，显示屏上指示灯亮起，骑行者站立平衡车踏板上后压力开关S2自动闭合，电动机正常启动，再根据人身体的姿势，平衡车开始运动。
（1）双轮电动平衡车是通过驱动 （选填“陀螺仪”或“电动机”）来保持车身平衡；
（2）下列指令不是中央微处理器发出的是 ；
A．斜向右直线行驶
B．遇障碍物避让
C．后退
D．前进
（3）当人骑着双轮电动平衡车在平直的马路上行驶时，下列说法中正确的是 ；
A．方向操控杆只用来控制车体运行过程中的前进、后退方向
B．当身体向前倾斜变为向后倾斜时，车能立即改变行驶方向
C．陀螺仪的主要作用是判断人在平衡车上的姿势状态
D．行驶过程中电动机将电能转化为机械能
（4）给电动车充电时，车机上的蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），平衡车显示屏上的指示灯与电动机 （选填“串联”或“并联”）；
（5）请根据短文提供的信息，请你正确选择双轮电动平衡车电路部分的简化电路图 。
A．
B．
C．
D．
19．（2022秋·广东惠州·九年级统考期末）1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小彤制作了一个电磁炮模型，其原理如图。螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。
(1)根据原理可知，电磁发射器把电磁能转化为 能，其能的转化与 相同（选填发电机或电动机）；
(2)通电螺线管通电后，铁制撞针会被磁化成磁体，铁制撞针由静止到迅速前移说明：磁体在通电导体中受到 的作用，力可以改变物体的 ；
(3)小彤要增强电磁炮中螺线管磁场，可行的方法是：① ，② 。
参考答案：
1．D
【详解】A．据图可知，甲、乙两个电阻串联，即电流相同，通电时间相同，其乙的电阻大于甲的电阻，由可知，在乙电阻上产生的热量多，故A错误；
B．如图乙，将变阻器滑片P向右移动，变阻器的电阻变大，电流变小，磁性变弱，故B错误；
C．图是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁场的作用发生偏转，将小磁场移走，磁场仍然存在，不因小磁针的消失而消失，故C错误；
D．通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，改变电流方向并对调磁体的N、S极，导体棒摆动方向不变，故D正确。
故选D。
2．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。
3．B
【详解】A图为奥斯特实验，研究电流的磁效应，不符合题意；
B图，当导体通过电流时，受到磁场力的作用，导体会运动，据此发明了电动机，故B符合题意；
C图为电磁继电器，其核心部件是电磁铁，利用了电流的磁效应，不符合题意；
D图，导体切割磁感线运动时，产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的原理，不符合题意；
故B符合题意．
【点睛】注意分清楚研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个实验，两个实验从图看很相似，容易混淆，区分的方法是，有电源的是研究磁场对通电导线作用力的实验，有灵敏电流计的是研究电磁感应的实验．
4．C
【详解】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小；
A．图中为奥斯特实验装置，是利用电流的磁效应制成的，与电流表的制成原理无关，故A错误；
B．图中为发电机的原理图，是利用电磁感应现象制成的，与电流表的制成原理无关，故B错误；
C．图中为电动机的原理图，是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的，故C正确；
D．图中电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的制成原理无关，故D错误；
故应选C。
5．B
【详解】由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故A错误；
B图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电动机的原理相同，故B正确；
CD两图中均没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，它们均为电磁感应实验，故CD错误；
故选B。
6．B
【详解】由图可知，闭合开关，乙电动机中有电流通过，乙电动机工作，乙的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，是电能转化为机械能。因为乙的转动带动甲的转动，甲电动机内部的线圈在内部磁场中做切割磁感线，会产生感应电流，有电流流过小灯泡，小灯泡会发光，此时甲相当于一个发电机，则甲的工作原理是电磁感应，是机械能转化为电能。故ACD错误，B正确。
故选B。
7．C
【详解】A．是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故A不符合题意；
B．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．电路中有电源，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，故C符合题意；
D．图中有电源，通电后有磁性，是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
8． 小于 1400 2000
【详解】（1）[1]电动机主要作用是将电能转化为机械能，故电动机的效率是获得的机械能在消耗的电能中占的百分比。由图知，甲电动机的效率是70%，乙电动机的效率是75%，所以甲电动机效率小于乙电动机的效率。
（2）[2]甲电动机工作20s时，产生的热量与输出的机械能之比为
所以输出的机械能W机械=1400J。
（3）[3]乙电动机的效率为75%，工作20s消耗的电能为
9． 相同 机械 电动
【详解】[1]若将电源的正负极和磁体的磁极同时对调，电流的方向发生了变化，磁场的方向也发生了变化，导线ab的受力方向不变，与原来相同。
[2][3]通电导体ab在磁场中受力运动，消耗电能，产生机械能，所以将电能转化为机械能，电动机根据此原理制成的。
10． 8×10-18 电动机 低压带电体
【详解】[1]金属锡的原子核带有50个正电荷，它的核外电子总共带有
Q=ne=50×1.6×10-19C=8×10-18C
[2]轻轨列车工作时，消耗电能，产生机械能，它的动力是由电动机提供的。
[3]只要靠近高压带电体可能会发生高压电弧触电，接触低压带电体可能触电，安全用电原则：不接触高压带电体，不靠近高压带电体。
11． 磁场 电流 扬声器
【详解】[1][2]根据磁场对电流的作用规律可知，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反，如果电流的方向和磁感线的方向同时改变，通电导线受力的方向不变。
[3]利用这个原理可以制成扬声器，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
12． 电动机 2×105 80%
【详解】[1]能量转化图中主要是电能转化为机械能，所以是电动机的工作原理，则该装置为电动机。
[2]由图可知，电能为1.0×106J，转化的机械能为0.8×106J，则内能为
Q=1.0×106J-0.8×106J=2×105J
[3]该装置效率为
13． 受到力的 电动机 运动的方向相反
【分析】通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向和导体中的电流方向同时有关．
【详解】开关闭合后，导体中有电流通过，导体运动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用．电动机就是利用该原理制成的；
把电源的正负极对调后接入电路，磁场方向不变，而通过导体的电流方向相反，导体的受力方向相反，故会发现导体ab的运动方向跟原来运动的方向相反．
14．
【详解】通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向、磁场方向都有关，当电流方向或者磁场方向改变时，受力方向改变。由甲图知，磁场方向向下，电流方向垂直纸面向外，导体受力方向向右。乙相对甲而言， 磁场方向发生了改变，电流方向不变，导体受力方向改变，向左；丙相对甲而言，磁场方向不变，电流方向改变，则导体受力方向改变，向左；丁相对甲而言，电流方向改变，磁场方向都发生了改变，则导体受力方向不变，向右；故作图如下图所示：
15． 磁场 相反 相同
【详解】[1]磁场对通电导体具有力的作用，其作用方向与磁场方向、电流方向有关。将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关后，导体ab中有电流通过，ab向某方向运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
[2]断开开关，将图中磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了变化，再闭合开关，电流方向不变，磁场对通电导体作用力的方向发生改变，所以会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反。
[3]紧接着断开开关，将电源的正、负极对调，然后闭合开关，电流的方向发生了变化，磁场方向发生了变化，会发现导体ab的运动方向与第一次闭合开关后的运动方向相同。
16． 改变 化学 短路 C 相反 不是
【详解】（1）[1]导线框能转动起来是因为通电导体在磁场中受到力的作用；由于通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，所以将磁铁的N、S极对调（磁场方向相反），导线框的转动方向将改变。
（2）[2]干电池存储化学能，干电池供电，是化学能转化为电能。
[3]用导线直接将电源的正负极相连会造成电源被短路，电流很大，根据
可知，通电时间稍长，干电池会明显发热。
（3）[4]本装置原理是通电导线在磁场中受力的作用；
A．电磁继电器是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．话筒是电磁感应原理，故B不符合题意；
C．扬声器是通电导线在磁场中受力的作用，故C符合题意；
D．电磁铁是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
（4）[5]由图知，左右两段导线周围的磁场方向不同，左边磁场斜向左上方，右边磁场斜向右上方，则左右两段导线受到的力的方向是相反的，所以导线框能够转动。
[6]由于这两个力没有在同一直线上，所以不是平衡力。
17． 偏转（或转动，只要答出“动”这个关键词即可） 磁场 通电导体 电动机 改变 磁感线方向（或磁场方向）
【详解】(1)[1][2]该实验为奥斯特实验，当导线通电时，小磁针偏转（或转动，只要答出“动”这个关键词即可），小磁针因为受到磁场给它的力偏转，所以说明通电导体周国存在磁场。
(2)[3][4]闭合开关前，导体ab静止不动，闭合开关后，电路中产生电流，导体ab运动，说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的。
[5][6]通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向以及电流方向有关，所以只将磁体磁极对调后，再次闭合开关，发现导体ab运动方向改变，说明导体ab所受力的方向与磁感线方向（或磁场方向）有关。
18． 电动机 B D 用电器 并联 D
【详解】（1）[1]自平衡控制系统以内置的精密电子陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，故填电动机。
（2）[2]ACD.陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，在车上的人身体向前倾斜时车子向前运动，身体向后倾斜时车子向后运动，故ACD不符合题意；
B.如果在前进的过程中遇到障碍物会通过方向操控杆来避让，故B符合题意。
故选B。
（3）[3] A．方向操控杆用于控制电动平衡车的运动方向，摆动把手会连带着方向操控杆使车辆左右两个车轮产生不同转速，达到改变运动方向的效果，故A错误；
B．当身体向前倾斜变为向后倾斜时，车由于惯性，会继续前进，不会立即改变行驶方向，故B错误；
C．陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，而不是人，再通过中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电动机保持车身平衡，故C错误；
D．电动机工作时，消耗电能，将电能转化为机械能，故D正确。
故选D。
（4）[4][5]给电动车充电时，车机上的蓄电池相当于电路中的用电器，消耗电能；首先用遥控闭合开关S1，显示屏上指示灯亮起，骑行者站立平衡车踏板上后压力开关S2自动闭合，电动机正常启动，独立工作，故是并联。
（5）[6] A．只需要闭合开关S2，电动机就工作，与S1、S2都闭合电动机才工作不符，故A不符合题意；
B．只需要闭合开关S2，电动机就工作，与S1、S2都闭合电动机才工作不符，故B不符合题意；
C．只需要闭合开关S1，电动机就工作，与S1、S 2都闭合电动机才工作不符，故C不符合题意；
D．只有先闭合S1，灯泡亮，骑行者站立平衡车踏板上后压力开关S2自动闭合，电动机正常启动，说明S2控制电动机，且在支路上，而开关S1在干路上，故D符合题意。
故选D。
19． 机械 电动机 力 运动状态 增加线圈匝数 增大线圈中的电流
【详解】(1)[1][2]由题意知螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管，电磁发射器把电磁能转化为机械能，其能的转化与电动机相同。
(2)[3][4]铁制撞针由静止到迅速前移，铁制撞针的运动状态发生了改变，说明磁体在通电导体中受到力的作用，力可以改变物体的运动状态。
(3)[5][6]通电螺线管的磁性强弱与螺线管的线圈匝数和螺线管中电流大小有关，要想增强电磁炮弹中螺线管磁性，可以增加螺线管的线圈匝数或增大螺线管线圈中电流。