粤沪版物理九下同步训练：17.2 电动机转动的原理
一、选择题
1．（2019九上·吉林月考）据媒体报道，我国的第二艘航母“山东号”使用了电磁弹射技术，它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞。在下图所示的四个实验中，与电磁弹射器的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】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．图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，A不符合题意；
B．该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，B不符合题意；
C．由图可知，实验是探究电荷间的相互作用的，C不符合题意；
D．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器的工作原理相同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁弹射器的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
2．（2024九上·万秀期末）以下说法正确的是（ ）
A．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越稀疏
B．电源的正负极和磁场方向都改变，直流电动机的转动方向也改变
C．停在高压输电线上的小鸟由于两爪间电压低，所以小鸟不会触电
D．常用的号、号、号、号干电池的电压依次增大
【答案】C
【知识点】电压和电压的单位换算；磁场；磁感线及其特点；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】A.磁体周围越接近磁极的地方，磁性越强，磁感线越密集，A不符合题意；
B.直流电动机的转动方向受电流方向和磁场方向的影响，电源的正负极和磁场方向都改变，直流电动机的转动方向不变，B不符合题意；
C.停在高压输电线上的小鸟，两爪间电压低，电流不经过小鸟身体，小鸟不会触电，C符合题意；
D.常用的1号、2号、5号、7号干电池的电压都是1.5V，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】磁体上两极磁性强，磁感线密集；电动机受力方向和电流方向、磁场方向有关；导线电阻很小，几乎不分压；一节新的干电池的电压约1.5V。
3．（2024九上·邹城期末）如图所示的电动平衡车是一种新型交通工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态的变化。并利用伺服控制系统，精确地驱动电动机进行相应的调整。以保持系统的平衡。下列四个选项中与电动平衡车内电动机的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】电动平衡车内电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；
A、图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，与电动机的工作原理不同，故A不符合题意；
B、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，这是电磁感应现象，与电动机的工作原理不同，故B不符合题意；
C、图中是通电导体在磁场中受力运动，电能转化为机械能，与电动机的工作原理相同，故C符合题意；
D、图中装置图探究的是影响电磁铁磁性强弱的因素，故D不符合题意。
故选项为：C.
【分析】 本题需要了解电动平衡车是根据什么原理制成的；图中选项几个实验的名称及探究的实验原理，据此解答。
4．（2024九上·潮阳期末）灵敏电流表的内部构造主要包括金属线圈和磁铁，金属线圈悬置在磁铁的两极间，线圈同时与一根指针和一根螺旋状弹簧相连，如图所示。当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转，显示出电流的大小。这种电流表的工作原理是（ ）
A．通电导体在磁场中受到力的作用
B．法拉第电磁感应现象
C．通电导体的周围存在着磁场，异名磁极相互排斥
D．与发电机的原理相同
【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】根据“ 当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转”可知，这种电流表的工作原理与电动机的工作原理相同，即通电导体在磁场中受力运动，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据描述分析电流表的工作原理即可。
5．（2023·门头沟模拟）关于电和磁，下列说法中正确的是（ ）
A．导体周围存在磁场
B．磁感线是真实存在的
C．电动机能够把电能转化为机械能
D．只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流
【答案】C
【知识点】磁现象；磁感线及其特点；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】 A、由奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场，不是 导体周围存在磁场 ，故A错误；
B、为了形象描述磁场的性质而引入了磁感线，磁感线不是磁场中真实存在的，故B错误；
C、电动机工作时需要消耗电能，将电能转化为机械能，故C正确。
D、闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会有感应电流；如果电路不闭合，则不会产生感应电流；故D错误。
故选： C。
【分析】 (1)奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场；
(2) 磁感线是一条闭合曲线，内部结构是从S极到N极，外部磁感线为曲线。每一条磁感线全是闭合曲线，随意两根磁感线不相交。磁感线是假想的，不是真实的；是闭合曲线，疏密表示磁场的强弱；不能相交或相切；线上每一点的切线方向即为该点的磁场方向 ；
(3)电动机是把电能转化为机械能的装置。
(4) 产生感应电流产生的条件：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。
6．（2021九上·成华期末）下列说法正确的是（ ）
A．内能小的物体可以将热量传给内能大的物体
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．电动机工作时利用了电磁感应的原理
D．磁感线密集的地方磁场强，磁感线可以相交
【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能；热机的效率；磁感线及其特点；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】A．热传递的方向是热量从温度高的物体向温度低的物体传递，如果内能小的物体温度高，则内能小的物体可以将热量传给内能大的物体，A符合题意；
B．无论用什么燃料，热机都不可能将燃料释放的热量全部转化为有用功，热机效率不可能达到100%，B不符合题意；
C．电动机工作时利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理，发电机工作时利用了电磁感应原理，C不符合题意；
D．磁感线密集的地方磁场强，因为磁场中同一位置磁场方向是唯一的，故磁感线不可能相交，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）热传递条件：两物体相接触、存在温度差；（2）由于存在热损失，所以热机效率不可能达到百分之百；（3）电动机工作原理：利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理。（4）磁场中同一位置磁场方向是唯一的。
7．（2021九上·深圳月考）我国将面向2030年部署一批与国家战略长远发展和人民生活紧密相关的重大科技项目。其中，航空发动机和燃气轮机专项已经启动，下列我国“陆、海、空、天”装备中不属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．中国高铁交流异步牵引电动机 B．052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C．歼20战机涡扇15煤油发动机 D．长征五号火箭液液氧发动机
【答案】A
【知识点】热机；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】热机是把内能转化成机械能的装置，燃气轮机、煤油发动机和火箭工作时把内能转化成机械能，都是热机，而电动机是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】电动机将电能转化为机械能；热机将内能转化为机械能。
8．（2023·临潼模拟）在物流分拣中心，智能分拣机器人的投入使用，极大地提高了分拣效率，充电5分钟工作4小时，实现24小时不间断分拣。机器人的动力装置为电动机，下列与其工作原理相同的是（ ）
A．磁悬浮列车 B．扬声器 C．电磁继电器 D．动圈式话筒
【答案】B
【知识点】扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】A．磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用来工作的，A不符合题意；
B．电动机和扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，B符合题意；
C．电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，C不符合题意；
D．动圈式话筒的工作原理是电磁感应原理，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电动机和扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
9．（2021九上·茂南期末）如图中能反映动圈式扬声器工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】扬声器是利用通电线圈在磁场中要受到力的作用工作的。
A．该图是探究电磁感应原理，即闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流的现象；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，B不符合题意；
C．该图中两个电磁铁串联，通过它们的电流相等，线圈匝数不同，探究电磁铁磁性强弱与匝数的关系，C不符合题意；
D．该图中有电源、磁体、导轨和金属棒，闭合开关，金属棒会发生运动，探究通电导体在磁场中受力的作用，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】动圈式扬声器将电能转化为机械能，利用了磁场对电流的作用工作。
二、多选题
10．（2020九上·承德期末）如图为扬声器的示意图，当从 P、Q 两端输入携带声音信息、时刻变化的电流时，线圈就受到时刻变化的力的作用，从而带动纸盆振动起来，发出声音．下列判断正确的有（ ）
A．发电机原理与扬声器相同
B．电动原理与扬声器相同
C．在P、Q 两端接上灵敏电流计，拉动纸盆来回运动．电流计指针会来回偏转
D．在 P、Q 两端输入大小、方向均不变的电流时，扬声器会持续发出同一个声音
【答案】B,C
【知识点】扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】AB．当扬声器的线圈通过电流时，通电线圈在磁场中受到力的作用而引起线圈振动，从而带动纸盆振动而发出声音．电动机就是根据通电线圈在磁场中受到力的作用这一原理制成的；发电机是根据电磁感应现象制成的，B选项符合题意，A选项不符合题意；
C．在P、Q 两端接上灵敏电流计，拉动纸盆来回运动，线圈切割磁感线，产生感应电流，电流计指针会来回偏转，是电磁感应现象，选项符合题意；
D．在 P、Q 两端输入大小、方向均不变的电流时，通电线圈在磁场中受到恒力的作用，不会引起线圈振动，从而不会带动纸盆振动而发出声音，选项不符合题意．
故答案为：BC
【分析】扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理来工作的，在工作中是将电能转化为机械能；闭合电路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；若在P、Q两端输入大小、方向均不变的电流时，线圈中会产生磁场，与永磁体相吸引或相排斥。
三、填空题
11．（2020·南昌模拟）通电线圈在磁场中受力的大小与 和 有关。
【答案】电流的大小；磁场的强弱
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】解：通电线圈在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关。
故答案为：电流的大小；磁场的强弱。
【分析】通电导线在磁场中受力的作用，力的大小和电流大小有关，和磁场强弱有关。
12．（2024九上·长岭期末）电压表、电流表等电学仪表工作时，它们的指南针会发生偏转，可以想象这些仪表里面除了导线和指南针外，还一定有 ，你所依据的原理是 甲、乙两位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处，当闭合开关接触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况，请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题，并写在下面横线上．
甲同学的问题：
乙同学的问题： ．
【答案】磁体；通电导体在磁场中受力运动；正负接线柱接反了；量程太大
【知识点】电流表的连接；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】电压表、电流表等电学仪表，指南针会发生偏转，是仪表里面除了导线和指南针外，还一定有磁体，因为通电导体在磁场中受力运动，指针才偏转；根据图甲、乙，甲电流表指针反向偏转，在使用时，正负接线柱接反了；乙电流表量程为0~3A，指针位置，测量电流为0.04A，小于0.6A量程，指针偏转角度小，是量程太大了。
【分析】电压表、电流表内部有磁体，通电后，受磁场的力指针偏转；电流表接线柱接反，指针反转。
13．（2020·柳州）如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来，说明有电能转化为 能，若只改变电路中电流的方向，AB的运动方向将 （选填“改变”或“不改变”）。
【答案】机械能；改变
【知识点】磁场对通电导线的作用；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】闭合开关，蹄形磁铁中的金属棒AB受到磁力的作用而运动，电能转化为机械能。导体AB受到磁力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只改变其中之一，导体受到的磁力方向会发生改变。
【分析】通电导体在磁场中受力的作用，受力方向和电流方向有关，和磁场方向有关。
14．（2020·南岗模拟）疫情期间同学们居家学习也不忘锻炼身体，晓彤每天以6km/h的速度匀速跑10min，则跑步距离为 m，通过观察发现跑步机是用电动机来驱动的，其工作原理跟电话中的 相同（选填“话筒”或“听筒”）。
【答案】1000；听筒
【知识点】速度公式及其应用；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】晓彤速度为
则距离
话筒的原理与发电机相同，听筒的原理与电动机相同。
【分析】根据物体的速度和时间的乘积计算路程；话筒的原理与发电机相同，听筒的原理与电动机相同。
15．（2022·宜昌）如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器 持续发声，线圈 持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）
【答案】不会；会
【知识点】磁场对通电导线的作用；扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，由于电池提供的电流是直流电，即电流的方向不变，同时扬声器内的永磁体的磁场方向不变，故线圈的受力方向不变，始终受到向某一方向的力，无法持续振动发声。
只要有电流持续通过线圈，线圈就会持续受到磁场力的作用，但不能振动发声。
【分析】通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，当电流方向和磁场方向一定时，物体受力方向一定。
四、实验探究题
16．（2024九上·朝阳月考）小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。
（1）打开外亮，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表 联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是 ；
（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与（1）中的偏转方向 ，（选填“相同”或“相反”）因此使用电流表时不能把接线柱接反；
（3）若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做 ，据此可制成 。
【答案】（1）串；通电线圈在磁场中受到力的作用
（2）相反
（3）电磁感应现象；发电机
【知识点】电流表的连接；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）打开外亮，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是：通电线圈在磁场中受到力的作用。
（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，则电流方向与原来相反，那么指针偏转方向会与（1）中的偏转方向相反。
（3）若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象，据此可制成发电机。
【分析】（1）电流表应该与用电器串联。根据电动机的工作原理解答；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（3）根据发电机的工作原理分析解答。
17．（2024九上·港北期末）冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究。在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab（在下虚线框内）、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源（在上虚线框内）构成回路。
（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是 （写出一点即可）；
（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明 的工作原理；
（3）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象知识有____。
A．电流的磁效应
B．感应电流产生的条件
C．磁场对电流的作用
D．电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系
【答案】（1）可能是电源电压低，
（2）电动机
（3）A；C；D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1） 冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好， 可能出现上述现象的原因为： 可能是电源电压低 。
（2）将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明电动机的工作原理；
（3）A.闭合开关后，缠绕线圈的蹄形电磁铁会产生磁性，可以验证电流的磁效应，故A符合题意；
B.探究感应电流的条件时，需要一个永磁体，还需要一个电流表反映产生电流大小和方向，故B不合题意；
C.闭合开关后，蹄形电磁铁产生磁场，ab中也通过电流，ab在磁场中受力运动，故C符合题意；
D.调节变阻器的滑片位置，改变通过电磁铁的电流大小，导体ab摆动幅度改变，可以探究电磁铁的磁场强弱与电流大小，故D符合题意。
故选ACD。
【分析】（1）通过电流的ab会在磁场中受力，如果电源电压太小，那么通过导体的电流太小，它受到的力太小，不足以推动导体ab在磁场中移动；
（2）电动机的工作原理为：通电导体在磁场中受力运动；
（3）分析各个选项中实验需要的器材，然后与已有器材进行比照即可。
五、综合题
18．（2024九上·双塔月考）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
制作小型电动机
设计电动感应电路
【项目实施】
（1）制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。
①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向 （选填“相同”或“相反”）。
②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元件的名称，并说明跟电动机模型连接的方式： 。
（2）设计电动感应电路
如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
【项目拓展】
小组同学进一步研究图乙中的电动机模型，测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为 W。
【答案】（1）相反；在电路中串联一个滑动变阻器
（2）开关；有；1.8
【知识点】电磁铁的其他应用；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，则磁场方向与原来相反，即线圈转动的方向与原来转动的方向相反；
②改变线圈转动的速度，即改变通过线圈的电流大小，因此应该选择一个滑动变阻器与电动机串联即可。
（2）①根据图片可知，电磁体控制的衔铁控制电动机电路的通断，即相当于一个开关；
②当有人走近时，左边电路就会接通，此时电磁铁有电流经过，则电磁继电器有磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
（3）该电动机的电功率P=UI=4.5V×0.4A=1.8W。
【分析】（1）①通电线圈在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关；
②通电线圈在磁场中受力大小与磁场强弱和电流大小有关；
（2）①根据左边电路的作用分析解答；
②电磁铁通电有磁性，断电无磁性。
（3）根据P=UI计算电动机的电功率。
19．（2023·邓州模拟）如图是世界最小的电动汽车WalkCar，主要参数如表所示，g取10N/kg。
质量 2kg
地面接触总面积 10cm2
最高车速 18km/h
最长远行距离 12km
（1）WalkCar用电动机作动力，电动机的工作原理是 ；
（2）小明站在上面时，对水平地面产生的压强是6.2×105Pa，小明的质量为多少千克 ？
（3）若小明站在上面以最高车速在水平路面上匀速前行10km，所受阻力为总重力的0.1倍，此过程中牵引力做功的功率 ；
（4）与燃油小汽车相比，其优点是 （写出一条即可）。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动
（2）60kg
（3）310W
（4）节能环保，工作时不会排放有害气体；能量转化效率高；符合未来能源发展趋势等
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
（2）小明站在电动汽车上面时，对水平地面产生的压强p=6.2×105Pa，地面的受力面积S=10cm2=10-3m2，所以根据压强公式的变形式，有F=pS=6.2×105Pa×10-3m2=620N；根据重力公式，有，所以小明的质量为m人=m-m车=62kg-2kg=60kg；
（3）小明站在车上面以最高车速v=18km/h=5m/s在水平路面上匀速前行，所受阻力为总重力的0.1倍，所以牵引力F=F阻=0.1G=0.1×620N=62N；牵引力做功的功率P=Fv=62N×5m/s=310W；
（4）电动汽车与燃油小汽车相比，有节能环保、能量转化效率高、符合未来能源发展趋势等有点。
【分析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；计算过程注意统一单位；灵活运用功率的推导式P=Fv；电动汽车有节能环保、能量转化效率高、符合未来能源发展趋势等有点。
1 / 1粤沪版物理九下同步训练：17.2 电动机转动的原理
一、选择题
1．（2019九上·吉林月考）据媒体报道，我国的第二艘航母“山东号”使用了电磁弹射技术，它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞。在下图所示的四个实验中，与电磁弹射器的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2024九上·万秀期末）以下说法正确的是（ ）
A．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越稀疏
B．电源的正负极和磁场方向都改变，直流电动机的转动方向也改变
C．停在高压输电线上的小鸟由于两爪间电压低，所以小鸟不会触电
D．常用的号、号、号、号干电池的电压依次增大
3．（2024九上·邹城期末）如图所示的电动平衡车是一种新型交通工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态的变化。并利用伺服控制系统，精确地驱动电动机进行相应的调整。以保持系统的平衡。下列四个选项中与电动平衡车内电动机的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2024九上·潮阳期末）灵敏电流表的内部构造主要包括金属线圈和磁铁，金属线圈悬置在磁铁的两极间，线圈同时与一根指针和一根螺旋状弹簧相连，如图所示。当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转，显示出电流的大小。这种电流表的工作原理是（ ）
A．通电导体在磁场中受到力的作用
B．法拉第电磁感应现象
C．通电导体的周围存在着磁场，异名磁极相互排斥
D．与发电机的原理相同
5．（2023·门头沟模拟）关于电和磁，下列说法中正确的是（ ）
A．导体周围存在磁场
B．磁感线是真实存在的
C．电动机能够把电能转化为机械能
D．只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流
6．（2021九上·成华期末）下列说法正确的是（ ）
A．内能小的物体可以将热量传给内能大的物体
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．电动机工作时利用了电磁感应的原理
D．磁感线密集的地方磁场强，磁感线可以相交
7．（2021九上·深圳月考）我国将面向2030年部署一批与国家战略长远发展和人民生活紧密相关的重大科技项目。其中，航空发动机和燃气轮机专项已经启动，下列我国“陆、海、空、天”装备中不属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．中国高铁交流异步牵引电动机 B．052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C．歼20战机涡扇15煤油发动机 D．长征五号火箭液液氧发动机
8．（2023·临潼模拟）在物流分拣中心，智能分拣机器人的投入使用，极大地提高了分拣效率，充电5分钟工作4小时，实现24小时不间断分拣。机器人的动力装置为电动机，下列与其工作原理相同的是（ ）
A．磁悬浮列车 B．扬声器 C．电磁继电器 D．动圈式话筒
9．（2021九上·茂南期末）如图中能反映动圈式扬声器工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
10．（2020九上·承德期末）如图为扬声器的示意图，当从 P、Q 两端输入携带声音信息、时刻变化的电流时，线圈就受到时刻变化的力的作用，从而带动纸盆振动起来，发出声音．下列判断正确的有（ ）
A．发电机原理与扬声器相同
B．电动原理与扬声器相同
C．在P、Q 两端接上灵敏电流计，拉动纸盆来回运动．电流计指针会来回偏转
D．在 P、Q 两端输入大小、方向均不变的电流时，扬声器会持续发出同一个声音
三、填空题
11．（2020·南昌模拟）通电线圈在磁场中受力的大小与 和 有关。
12．（2024九上·长岭期末）电压表、电流表等电学仪表工作时，它们的指南针会发生偏转，可以想象这些仪表里面除了导线和指南针外，还一定有 ，你所依据的原理是 甲、乙两位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处，当闭合开关接触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况，请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题，并写在下面横线上．
甲同学的问题：
乙同学的问题： ．
13．（2020·柳州）如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来，说明有电能转化为 能，若只改变电路中电流的方向，AB的运动方向将 （选填“改变”或“不改变”）。
14．（2020·南岗模拟）疫情期间同学们居家学习也不忘锻炼身体，晓彤每天以6km/h的速度匀速跑10min，则跑步距离为 m，通过观察发现跑步机是用电动机来驱动的，其工作原理跟电话中的 相同（选填“话筒”或“听筒”）。
15．（2022·宜昌）如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器 持续发声，线圈 持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）
四、实验探究题
16．（2024九上·朝阳月考）小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。
（1）打开外亮，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表 联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是 ；
（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与（1）中的偏转方向 ，（选填“相同”或“相反”）因此使用电流表时不能把接线柱接反；
（3）若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做 ，据此可制成 。
17．（2024九上·港北期末）冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究。在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab（在下虚线框内）、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源（在上虚线框内）构成回路。
（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是 （写出一点即可）；
（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明 的工作原理；
（3）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象知识有____。
A．电流的磁效应
B．感应电流产生的条件
C．磁场对电流的作用
D．电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系
五、综合题
18．（2024九上·双塔月考）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
制作小型电动机
设计电动感应电路
【项目实施】
（1）制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。
①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向 （选填“相同”或“相反”）。
②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元件的名称，并说明跟电动机模型连接的方式： 。
（2）设计电动感应电路
如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
【项目拓展】
小组同学进一步研究图乙中的电动机模型，测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为 W。
19．（2023·邓州模拟）如图是世界最小的电动汽车WalkCar，主要参数如表所示，g取10N/kg。
质量 2kg
地面接触总面积 10cm2
最高车速 18km/h
最长远行距离 12km
（1）WalkCar用电动机作动力，电动机的工作原理是 ；
（2）小明站在上面时，对水平地面产生的压强是6.2×105Pa，小明的质量为多少千克 ？
（3）若小明站在上面以最高车速在水平路面上匀速前行10km，所受阻力为总重力的0.1倍，此过程中牵引力做功的功率 ；
（4）与燃油小汽车相比，其优点是 （写出一条即可）。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】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．图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，A不符合题意；
B．该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，B不符合题意；
C．由图可知，实验是探究电荷间的相互作用的，C不符合题意；
D．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器的工作原理相同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁弹射器的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
2．【答案】C
【知识点】电压和电压的单位换算；磁场；磁感线及其特点；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】A.磁体周围越接近磁极的地方，磁性越强，磁感线越密集，A不符合题意；
B.直流电动机的转动方向受电流方向和磁场方向的影响，电源的正负极和磁场方向都改变，直流电动机的转动方向不变，B不符合题意；
C.停在高压输电线上的小鸟，两爪间电压低，电流不经过小鸟身体，小鸟不会触电，C符合题意；
D.常用的1号、2号、5号、7号干电池的电压都是1.5V，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】磁体上两极磁性强，磁感线密集；电动机受力方向和电流方向、磁场方向有关；导线电阻很小，几乎不分压；一节新的干电池的电压约1.5V。
3．【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】电动平衡车内电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；
A、图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，与电动机的工作原理不同，故A不符合题意；
B、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，这是电磁感应现象，与电动机的工作原理不同，故B不符合题意；
C、图中是通电导体在磁场中受力运动，电能转化为机械能，与电动机的工作原理相同，故C符合题意；
D、图中装置图探究的是影响电磁铁磁性强弱的因素，故D不符合题意。
故选项为：C.
【分析】 本题需要了解电动平衡车是根据什么原理制成的；图中选项几个实验的名称及探究的实验原理，据此解答。
4．【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】根据“ 当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转”可知，这种电流表的工作原理与电动机的工作原理相同，即通电导体在磁场中受力运动，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据描述分析电流表的工作原理即可。
5．【答案】C
【知识点】磁现象；磁感线及其特点；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】 A、由奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场，不是 导体周围存在磁场 ，故A错误；
B、为了形象描述磁场的性质而引入了磁感线，磁感线不是磁场中真实存在的，故B错误；
C、电动机工作时需要消耗电能，将电能转化为机械能，故C正确。
D、闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会有感应电流；如果电路不闭合，则不会产生感应电流；故D错误。
故选： C。
【分析】 (1)奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场；
(2) 磁感线是一条闭合曲线，内部结构是从S极到N极，外部磁感线为曲线。每一条磁感线全是闭合曲线，随意两根磁感线不相交。磁感线是假想的，不是真实的；是闭合曲线，疏密表示磁场的强弱；不能相交或相切；线上每一点的切线方向即为该点的磁场方向 ；
(3)电动机是把电能转化为机械能的装置。
(4) 产生感应电流产生的条件：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。
6．【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能；热机的效率；磁感线及其特点；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】A．热传递的方向是热量从温度高的物体向温度低的物体传递，如果内能小的物体温度高，则内能小的物体可以将热量传给内能大的物体，A符合题意；
B．无论用什么燃料，热机都不可能将燃料释放的热量全部转化为有用功，热机效率不可能达到100%，B不符合题意；
C．电动机工作时利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理，发电机工作时利用了电磁感应原理，C不符合题意；
D．磁感线密集的地方磁场强，因为磁场中同一位置磁场方向是唯一的，故磁感线不可能相交，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）热传递条件：两物体相接触、存在温度差；（2）由于存在热损失，所以热机效率不可能达到百分之百；（3）电动机工作原理：利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理。（4）磁场中同一位置磁场方向是唯一的。
7．【答案】A
【知识点】热机；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】热机是把内能转化成机械能的装置，燃气轮机、煤油发动机和火箭工作时把内能转化成机械能，都是热机，而电动机是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】电动机将电能转化为机械能；热机将内能转化为机械能。
8．【答案】B
【知识点】扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】A．磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用来工作的，A不符合题意；
B．电动机和扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，B符合题意；
C．电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，C不符合题意；
D．动圈式话筒的工作原理是电磁感应原理，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电动机和扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
9．【答案】D
【知识点】扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】扬声器是利用通电线圈在磁场中要受到力的作用工作的。
A．该图是探究电磁感应原理，即闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流的现象；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，B不符合题意；
C．该图中两个电磁铁串联，通过它们的电流相等，线圈匝数不同，探究电磁铁磁性强弱与匝数的关系，C不符合题意；
D．该图中有电源、磁体、导轨和金属棒，闭合开关，金属棒会发生运动，探究通电导体在磁场中受力的作用，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】动圈式扬声器将电能转化为机械能，利用了磁场对电流的作用工作。
10．【答案】B,C
【知识点】扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】AB．当扬声器的线圈通过电流时，通电线圈在磁场中受到力的作用而引起线圈振动，从而带动纸盆振动而发出声音．电动机就是根据通电线圈在磁场中受到力的作用这一原理制成的；发电机是根据电磁感应现象制成的，B选项符合题意，A选项不符合题意；
C．在P、Q 两端接上灵敏电流计，拉动纸盆来回运动，线圈切割磁感线，产生感应电流，电流计指针会来回偏转，是电磁感应现象，选项符合题意；
D．在 P、Q 两端输入大小、方向均不变的电流时，通电线圈在磁场中受到恒力的作用，不会引起线圈振动，从而不会带动纸盆振动而发出声音，选项不符合题意．
故答案为：BC
【分析】扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理来工作的，在工作中是将电能转化为机械能；闭合电路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；若在P、Q两端输入大小、方向均不变的电流时，线圈中会产生磁场，与永磁体相吸引或相排斥。
11．【答案】电流的大小；磁场的强弱
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】解：通电线圈在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关。
故答案为：电流的大小；磁场的强弱。
【分析】通电导线在磁场中受力的作用，力的大小和电流大小有关，和磁场强弱有关。
12．【答案】磁体；通电导体在磁场中受力运动；正负接线柱接反了；量程太大
【知识点】电流表的连接；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】电压表、电流表等电学仪表，指南针会发生偏转，是仪表里面除了导线和指南针外，还一定有磁体，因为通电导体在磁场中受力运动，指针才偏转；根据图甲、乙，甲电流表指针反向偏转，在使用时，正负接线柱接反了；乙电流表量程为0~3A，指针位置，测量电流为0.04A，小于0.6A量程，指针偏转角度小，是量程太大了。
【分析】电压表、电流表内部有磁体，通电后，受磁场的力指针偏转；电流表接线柱接反，指针反转。
13．【答案】机械能；改变
【知识点】磁场对通电导线的作用；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】闭合开关，蹄形磁铁中的金属棒AB受到磁力的作用而运动，电能转化为机械能。导体AB受到磁力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只改变其中之一，导体受到的磁力方向会发生改变。
【分析】通电导体在磁场中受力的作用，受力方向和电流方向有关，和磁场方向有关。
14．【答案】1000；听筒
【知识点】速度公式及其应用；实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】晓彤速度为
则距离
话筒的原理与发电机相同，听筒的原理与电动机相同。
【分析】根据物体的速度和时间的乘积计算路程；话筒的原理与发电机相同，听筒的原理与电动机相同。
15．【答案】不会；会
【知识点】磁场对通电导线的作用；扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，由于电池提供的电流是直流电，即电流的方向不变，同时扬声器内的永磁体的磁场方向不变，故线圈的受力方向不变，始终受到向某一方向的力，无法持续振动发声。
只要有电流持续通过线圈，线圈就会持续受到磁场力的作用，但不能振动发声。
【分析】通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，当电流方向和磁场方向一定时，物体受力方向一定。
16．【答案】（1）串；通电线圈在磁场中受到力的作用
（2）相反
（3）电磁感应现象；发电机
【知识点】电流表的连接；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）打开外亮，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是：通电线圈在磁场中受到力的作用。
（2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，则电流方向与原来相反，那么指针偏转方向会与（1）中的偏转方向相反。
（3）若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线，用手拨动电流表指针，导线中会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象，据此可制成发电机。
【分析】（1）电流表应该与用电器串联。根据电动机的工作原理解答；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（3）根据发电机的工作原理分析解答。
17．【答案】（1）可能是电源电压低，
（2）电动机
（3）A；C；D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1） 冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好， 可能出现上述现象的原因为： 可能是电源电压低 。
（2）将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明电动机的工作原理；
（3）A.闭合开关后，缠绕线圈的蹄形电磁铁会产生磁性，可以验证电流的磁效应，故A符合题意；
B.探究感应电流的条件时，需要一个永磁体，还需要一个电流表反映产生电流大小和方向，故B不合题意；
C.闭合开关后，蹄形电磁铁产生磁场，ab中也通过电流，ab在磁场中受力运动，故C符合题意；
D.调节变阻器的滑片位置，改变通过电磁铁的电流大小，导体ab摆动幅度改变，可以探究电磁铁的磁场强弱与电流大小，故D符合题意。
故选ACD。
【分析】（1）通过电流的ab会在磁场中受力，如果电源电压太小，那么通过导体的电流太小，它受到的力太小，不足以推动导体ab在磁场中移动；
（2）电动机的工作原理为：通电导体在磁场中受力运动；
（3）分析各个选项中实验需要的器材，然后与已有器材进行比照即可。
18．【答案】（1）相反；在电路中串联一个滑动变阻器
（2）开关；有；1.8
【知识点】电磁铁的其他应用；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，则磁场方向与原来相反，即线圈转动的方向与原来转动的方向相反；
②改变线圈转动的速度，即改变通过线圈的电流大小，因此应该选择一个滑动变阻器与电动机串联即可。
（2）①根据图片可知，电磁体控制的衔铁控制电动机电路的通断，即相当于一个开关；
②当有人走近时，左边电路就会接通，此时电磁铁有电流经过，则电磁继电器有磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
（3）该电动机的电功率P=UI=4.5V×0.4A=1.8W。
【分析】（1）①通电线圈在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关；
②通电线圈在磁场中受力大小与磁场强弱和电流大小有关；
（2）①根据左边电路的作用分析解答；
②电磁铁通电有磁性，断电无磁性。
（3）根据P=UI计算电动机的电功率。
19．【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动
（2）60kg
（3）310W
（4）节能环保，工作时不会排放有害气体；能量转化效率高；符合未来能源发展趋势等
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
（2）小明站在电动汽车上面时，对水平地面产生的压强p=6.2×105Pa，地面的受力面积S=10cm2=10-3m2，所以根据压强公式的变形式，有F=pS=6.2×105Pa×10-3m2=620N；根据重力公式，有，所以小明的质量为m人=m-m车=62kg-2kg=60kg；
（3）小明站在车上面以最高车速v=18km/h=5m/s在水平路面上匀速前行，所受阻力为总重力的0.1倍，所以牵引力F=F阻=0.1G=0.1×620N=62N；牵引力做功的功率P=Fv=62N×5m/s=310W；
（4）电动汽车与燃油小汽车相比，有节能环保、能量转化效率高、符合未来能源发展趋势等有点。
【分析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；计算过程注意统一单位；灵活运用功率的推导式P=Fv；电动汽车有节能环保、能量转化效率高、符合未来能源发展趋势等有点。
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