浙教版科学 八下1.4电动机同步练习（能力提升）（含解析）

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1.4电动机
一、单选题
1．如右图所示，将铜丝与磁铁、干电池连接后，铜丝就会转动起来。下列示意图中能说明该实验工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明进行了如下操作：先对调电源的正负极，再对调磁铁的南北极，则该操作中水银的流动情况是（　　）
A．一直顺时针流动 B．一直逆时针流动
C．先逆时针流动，再顺时针流动 D．先顺时针流动，再逆时针流动
3．图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
4．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
5．如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈固定，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　）
A．开始逆时针旋转 B．开始顺时针旋转
C．保持静止 D．以上三种情况都有可能
6．如图所示，通电导体a、b固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法中正确的是（　　)
A．Fa、Fb方向相反
B．Fa、Fb方向相同
C．Fa、Fb方向相反
D．Fa、Fb方向相同
7．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
C．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
二、填空题
8．课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。请回答：
（1）该实验现象说明　 　对放入其中的通电导体有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。
（2）老师将磁极上下对调，让同学们观察直导线的运动情况，他这样操作是为了研究通电导体在磁场中的　 　与磁场方向的关系。
9．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜　 　(选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动，是由于磁场对　 　有力的作用，此现象中能量转化情况是　 　。
10．如图是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力方向向右。
（1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向　 　。
（2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向　 　。
（3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向　 　。
11．2022年6月“福建舰"正式下水，该舰采用的是电磁弹射起飞技术，原理如图：舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去。电磁弹射器的工作原理类似于　 　(选填“发电机”或“电动机”)，可　 　(选填“增大”或“减少”)电流使飞机获得更大推力。
12．如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，写出一种方法：　 　。
（2）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将　 　(填“增大”或“减小”)。
（3）电动机的工作原理是　 　。
三、实验探究题
13．小崇利用如图所示装置，研究通电导体在磁场中受力大小的影响因素。将一根导体折成如图所示形状，挂在绝缘棒上。闭合开关，导体的A部分和B部分在磁场中受到的力大小相等、方向相反，不会使弹簧测力计示数发生改变。导体L部分在磁场中受到竖直向上的力，使弹簧测力计示数发生改变，测出导体L在磁场中受力大小。
次数 导体L长度(米) 通过导体的电流(安) 导体受到磁场的作用力
1 0.1 2 1
2 0.2 2 2
3 0.3 2 3
4 0.2 4 4
5 0.2 6 6
（1）小崇利用粗细和材料相同的导体，在同一磁场中进行相关实验，得到实验数据如上表。则实验中除了图中所示测量工具外，还需要的测量工具为　 　。
（2）根据上表中的实验数据。可研究　 　对通电导体在磁场中受力大小的影响。
（3）若保持导体的粗细、材料和磁场强度不变，当导体长为0.4米、通过的电流为3安时，导体受到磁场的作用力为　 　牛。
14．为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架，分别与电源的两极相连，用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采取的措施是（　　）
A．改变电流的方向 B．提高电源电压
C．增加线圈的匝数 D．同时改变磁场方向和电流方向
（2）开关闭合后，如果电动机不转动，原因不可能是（　　)
A．磁体磁性太弱 B．线圈处于平衡位置
C．通过线圈的电流太大 D．电源电压太低
（3）对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机，是因为在线圈两边安装了　 　。
（4）小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是　 　。
15．丹麦科学家奥斯特发现电流的周围存在磁场(如图①所示)，法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图②所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
（1）如图①所示，通电前静止的小磁针为南北指向。现要在小磁针上方拉一根直导线，使通电时小磁针发生明显的偏转，直导线所指的方向应为　 　(填“东西方向”“南北方向”或“任意方向”)。
（2）图②的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变其中一根导线的电流方向，你预测会产生的实验现象是　 　。
（3）安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小可能跟两根导线中的电流大小I1、I2，导线的长度L，导线之间的距离r有关，有关实验数据如下表所示。
实验次数 L/m I1/A I2/A r/m F/N
1 1 0.2 0.2 0.1 1.0×10－7
2 1 0.1 0.2 0.1 0.5×10－7
3 1.5 0.2 0.2 0.1 1.5×10－7
4 1 0.2 0.2 0.05 2.0×10－7
5 1.5 0.2 0.4 0.1 3.0×10－7
分析表格实验数据，可获得的结论是　 　。
16．如图所示是“探究通电螺线管周围磁场分布”的实验，实验时先在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况；改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变。
（1）实验中轻敲纸板的目的是　 　，
（2）由以上实验可知：通电螺线管周围的磁场分布与　 　的磁场相似；通电螺线管周围的磁场方向与通电螺线管中的　 　方向有关。
（3）为了进一步探究通电螺线管周围磁场的方向，可用　 　代替铁屑进行实验。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据图片分析各个选项中包含的物理原理。
【解答】根据“将铜丝与磁铁、干电池连接后，铜丝就会转动起来”可知，工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，故A不合题意；
B.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，故B符合题意；
C.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，发生电磁感应现象，故C不合题意；
D.两个电磁铁串联，则通过电流相等，线圈匝数多的吸引的大头针数量多，那么说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故D不合题意。
故选B。
2．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】 水银是导体，水银的内外侧用导线接入电路通过电流后，会在磁场中受力而运动起来。通电导体在磁场中的受力方 向与磁场方向和电流方向有关，对调电源的正负极后，电流方向发生改变，因此水银受力方向改变，水银沿顺时针方向流动；再对调磁铁的南北极，磁场方向改变，则水银受力方向再一次改变，此时水银沿逆时针方向流动，
故D正确，ABC错误。
故选C。
3．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，据此分析判断。
【解答】A.线圈在图示位置时，ab边的电流方向与cd的电流方向相反，则受到磁场的作用力方向也相反，即作用力向上，故A错误；
B.线圈由图示位置转过180°时，ab边转动到dc边原来的位置，则电流沿abcd流过线圈，故B错误；
C.线圈由图示位置转过180°时，dc边转动到原来ab边的位置，受到磁场的作用力向上，故C错误；
D.线圈由图示位置转过180°时，ab边转动到原来dc边的位置，此时受到磁场的作用力向下，故D正确。
故选D。
4．【答案】B
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】同一个矩形线圈在同一磁场中，则磁场方向相同。如果线圈受到的磁场作用力相同，那么说明通过它们的电流方向相同，如下图所示：
ab与ed段电流方向相同，cb段和ef段电流方向相同，因此它们受到磁场的作用力相同。
故B正确，而A、C、D错误，
故选B。
5．【答案】A
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，根据运动和静止的相对性分析磁体的转动方向。【解答】线圈通电后，受磁场力作用，线圈开始顺时针旋转；如果线圈是固定的，根据静止和运动的相对性可知，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
6．【答案】A
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断。
【解答】通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
A.a、b所在磁场方向相同，a中电流方向向外，b中电流方向向内，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相反，故A正确；
B.a、b所在磁场方向相同，a中电流方向向内，b中电流方向向外，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相反，故B错误；
C.a、b所在磁场方向相反，a中电流方向向外，b中电流方向向内，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相同，故C错误；
D.a、b所在磁场方向相同，a中电流方向向内，b中电流方向向外，即电流方向相反，那么a、b受到磁力方向相反，故D错误。
故选A。
7．【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对直流电动机的结构、工作过程的认识判断。
【解答】A.电动机通电后不转，可能是电路断路，也可能是线圈阻力太大，或者线圈处于平衡位置，故A错误；
B.线圈连续转动是靠换向器改变线圈里电流方向来实现的，故B错误；
C.改变磁场方向或改变电流方向，都可以改变线圈转动的方向，故C正确；
D.将磁体的磁极对调一下，只能改变磁场的方向，从而改变线圈转动方向，而不能改变线圈的转速，故D错误。
故选C。
8．【答案】（1）磁场
（2）受力方向
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理分析；
（2）根据描述分析哪个因素发生改变，据此分析得出结论。
【解答】（1）给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来，该实验现象说明磁场对放入其中的通电导体有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。
（2）将磁极上下对调后，磁场方向与原来相反，此导线的运动方向与原来相反，那么得到：通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向的关系。
9．【答案】左右往复；通电导体；电能转化为机械能
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关；
（2）根据通电导体在磁场中受力运动的原理解答，根据能量转化的知识解答。
【解答】（1）当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈在磁场中受力方向不断改变，则音圈带动音膜左右往复运动。
（2）音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用，此现象中能量转化情况是电能转化为机械能。
10．【答案】（1）左
（2）左
（3）右
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；
（3）根据影响通电导体在磁场中的受力方向的影响因素分析解答。
【解答】（1）如果仅将磁极对调位置，那么磁场方向发生改变，则导线AB的受力方向与原来相反，即导线AB受力方向左。
（2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，那么导线AB受力方向与原来相反，即AB受力方向为向左。
（3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，那么导线AB的受力方向先调转再调转，最终与原来方向相同，即受力方向为向右。
11．【答案】电动机；增大
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据电动机的工作原理及影响导体在磁场中所受力的大小的影响因素进行解答。
【解答】电动机是通电导体在磁场中受到力的作用而产生动力的机械，电磁弹射器就是利用通电导体在磁场中受到力的作用而工作的，因此它的原理类似于电动机；通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强度有关，电流越大，所受力越大，因此增大电流能够使飞机获得更大的推力。
故答案为：电动机；增大。
12．【答案】（1）对调电源的正、负极(或对调磁铁的两极)
（2）减小
（3）通电导体在磁场中受到力的作用
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关；
（2）通电导体在磁场中受力的大小与磁场强弱和电流大小有关；
（3）根据电动机的工作原理解答。
【解答】（1）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，可以改变磁场方向或改变电流方向，即对调电源的正、负极(或对调磁铁的两极)。
（2）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则变阻器的阻值变大，而通过电动机的电流减小，那么线圈受力减小，则电动机的转速将减小。
（3）电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。
13．【答案】（1）刻度尺
（2）导体长度、通过导体的电流
（3）6
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据表格确定要测量的物理量，从而确定缺少的测量工具；
（2）根据表格分析实验可以探究的因素；
（3）根据实验1、2、3分析导体受到磁力的大小与导体长度的关系，根据实验2、4、5分析导体受到的磁力与电流的关系，据此推算即可。
【解答】（1）根据表格数据可知，实验中还需要测量导体的长度，那么还需要测量工具为刻度尺。
（2）根据表格可知，其中的变量为导体的长度和通过导体的电流，因此可以研究导体长度、通过导体的电流对通电导体在磁场中受力大小的影响。
（3）根据实验1、2、3可知，导体受到的作用力与长度成正比；
根据实验2、4、5可知，导体受到的作用力与电流成正比；
那么得到：F=kLI；
根据实验1得到：1N=k×0.1m×2A；
当导体长为0.4m，电流为3A时，得到：F=k×0.4m×3A；
两个式子作比得到：F=6N。
14．【答案】（1）A
（2）C
（3）换向器
（4）滑动变阻器
【知识点】磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据通电导体在磁场中的受力方向的影响因素判断；
（2）根据电动机的工作过程和结构判断；
（3）在电动机中，线圈连接在两个铜半环上，当线圈转动180°时会改变进入线圈的电流方向，从而使线圈受到的磁力方向推动线圈继续转动，这就是换向器。
（4）通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关，据此分析解答。
【解答】（1）要改变线圈的转动方向，可以改变线圈的受力方向，即改变电流方向或磁场方向，故选A。
（2）磁体磁性太弱，则线圈受到的磁力太小，则电动机可能不转，故A不合题意；
线圈处于平衡位置，此时线圈受到的磁力相互抵消，则电动机可能不转，故B不合题意；
通过线圈的电流太大，则线圈受到的磁力会太大，这会导致线圈转速增大，故C符合题意；
电源电压太低，则通过线圈的电流太小，线圈受到的磁力太小，可能导致线圈不转，故D不合题意。
故选C。
（3）对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机，是因为在线圈两边安装了换向器。
（4）要调节电动机的转速，就要改变通过电动机的电流，则还需要器材滑动变阻器。
15．【答案】（1）南北方向
（2）两根导线相互排斥
（3）平行通电导线之间相互作用力F的大小与I1、I2、L成正比，与r成反比
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）根据图①可知，当导线沿南北方向放置时，通过导线的电流也沿南北方向。根据安培定则可知，在小磁针所在的位置磁场方向正好和小磁针原来的指向垂直，此时小磁针会发生明显的偏转，从而证明电流周围磁场的存在。
（2）根据电流产生的磁场方向与电流方向的关系分析；
（3）根据表格数据确定平行导线之间作用力大小与电流、距离和长度的大小关系即可。
【解答】（1）现要在小磁针上方拉一根直导线，使通电时小磁针发生明显的偏转，直导线所指的方向应为南北方向。
（2）根据图②可知，当导线中电流方向相同时，二者相互吸引。若只改变其中一根导线的电流方向，那么它的磁场方向肯定改变，那么可能发生的现象为：两根导线相互排斥。
（3）①比较数据1和2可知，当其它条件相同时，通过导线的电流减小到一半时，作用力也变成原来的一半，即作用力与导线电流成正比；
②比较数据1和3可知，当其它条件相同时，导线长度增大到原来的1.5倍时，作用力也增大到原来的1.5倍，即作用力与导线长度成正比；
③比较数据1和4可知，当其它条件相同时，导线之间的距离减小到原来的一半时，作用力增大到原来的2倍，即作用力与距离成反比。
综上所述，平行通电导线之间相互作用力F的大小与I1、I2、L成正比，与r成反比。
16．【答案】（1）减小铁屑与硬纸板的摩擦
（2）条形磁体；电流
（3）小磁针
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】（1）当螺线管中通入电流后，它的周围存在磁场。而纸板上的铁屑会被磁化变成一个个小磁体，它们会受到磁力。由于纸板的阻力太大，因此这些铁屑不会发生变化。而敲击纸板时，腾空的铁屑会由于阻力减小而改变方向和位置，从而有规律的分布，从而呈现磁场的分布规律。
（2）根据通电螺线管的磁场分布特点和影响磁场方向的因素的知识解答；
（3）当小磁针静止时，它的N极所指的方向就是该点的磁场方向。
【解答】（1）实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与硬纸板的摩擦；
（2）由以上实验可知：通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场相似；通电螺线管周围的磁场方向与通电螺线管中的电流方向有关。
（3）为了进一步探究通电螺线管周围磁场的方向，可用小磁针代替铁屑进行实验。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分：48分
分值分布 客观题（占比） 18.0(37.5%)
主观题（占比） 30.0(62.5%)
题量分布 客观题（占比） 8(50.0%)
主观题（占比） 8(50.0%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量（占比） 分值（占比）
填空题 5(31.3%) 18.0(37.5%)
实验探究题 4(25.0%) 16.0(33.3%)
单选题 7(43.8%) 14.0(29.2%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点（认知水平） 分值（占比） 对应题号
1 通电导体在磁场中的受力方向的判断 16.0(33.3%) 4,5,6,10,15,16
2 直流电动机的构造原理与工作过程 15.0(31.3%) 7,11,12,14
3 磁场对通电导线的作用 23.0(47.9%) 1,2,3,8,9,13,14
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