浙教版科学八下1.4 电动机（含答案）

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浙教版科学八下1.4 电动机（含答案）
一、选择题
1．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
2．小科进行“观察通电导体在磁场中的受力情况”的活动，如图所示。实验中，他在轨道上放置的是一根铜棒。关于这个活动，下列说法正确的是（　　）
A．活动中机械能转化为电能
B．开关闭合，铜棒一定原地作顺时针旋转
C．将铜棒换成石墨棒依然可以进行活动
D．断开开关，铜棒在磁场中受到磁力
3．某同学按照说明书组装了一个电动机模型，装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是（　　）
A．电池正负极接反 B．接线柱接触不良
C．磁体磁性太弱 D．线圈处于平衡位置
4．用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　）
A．该电动机工作时将机械能转化为电能
B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变
C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变
D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快
5．如图所示，是“线圈不能连续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是（　　）
A．三图中，导线ab与cd所受的磁力方向始终没有发生改变
B．乙图中，线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性
C．通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置
D．只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
6．如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，线圈能朝一个方向持续转动，则（　　）
A．螺线管F端为N极，P端为N极
B．图中线圈平面恰好处在平衡位置
C．若将电源的正负极对调，转动方向不变
D．图示装置工作时把机械能转化为电能
7．项目化学习小组利用所学知识制作了一款简易扬声器。请根据信息完成下面小题。
制作方法：
①用木板和木条制作一个底座，在右侧木条上安装可调节距离的磁铁部件：
②四用塑料螺杆将导电线圈固定在一个剪去底部的塑料瓶外侧：
③将导线从下方塑料瓶盖上的小孔穿出来，接上音频发生器，扬声器就制成了。
要想该扬声器增大音量，下列方法不可行的是（　　）
A．增加线圈匝数 B．换用磁性更强的磁铁
C．增大线圈中的电流 D．增大线圈阻值
二、填空题
8．如图是研究“磁场对通电导体作用”的部分实验装置，如果要实验正常进行，还需在a、b之间接入 　 　，根据该原理可制成 　 　，将图中蹄形磁体的南北极互换位置，闭合开关后金属棒的运动方向将 　 　。
9．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。
（1）实验现象说明　 　对放入其中的通电导体有力的作用，　 　机就是利用这种现象制成的。
（2）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与　 　。
10．某科学兴趣小组将几颗铷磁铁叠在一起，与干电池负极相连，把铜线弯折成心形线框，套在电池外面，心形线框就能绕电池转动（如图）。
（1）心形线框能绕电池转动的原理是 　 　。
（2）要增大心形线框的转速，可采取的措施有 　 　。（写出一条即可）
11．如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；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，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）直流电动机的工作原理是 　 　。
（2）通过改变 　 　方向，可以改变线圈的转动方向。
（3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择哪些材料？　 　（可多选）
A.铜 B.铁 C.铝 D.镍
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因 　 　。
12．在安装直流电动机模型的实验中，小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
（1）小希闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 　 　（填字母）。
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
（2）若要电动机转速加快，小希应将滑动变阻器的滑片向 　 　移动。
（3）完成以上实验后，小希取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于 　 　机。
13．如图所示是一款智能玩具，玩具由圆柱形机身和两个轮子组成，用户可以通过手机蓝牙对它进行控制，并完成前进、转弯、翻滚、跳跃等动作，其内部结构中有一个电动机，电动机是利用　 　的原理制成的，若想让玩具车的两个轮子转动的更快，请你说出合理的做法　 　（写出一种即可）。
14．如图所示，当电流通过灯丝，白炽灯的灯丝就会发热发光。小明向同学介绍自己观察白炽灯的新发现：将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，可以观察到灯丝晃动的现象。这是因为通电导体在磁场中 　 　而运动。这一现象和 　 　（选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。
15．挪威人伯克兰曾造出世界上第一台电磁发射器。为了认识电磁炮的一些特性，小科制作了一个电磁炮模型，其原理如图。螺线管和铁质撞针通电后，撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。
（1）小科要增强电磁炮中螺线管磁场，下列方法可行的是 　 　（选填字母）。
A.增加螺线管的线圈匝数 B.改变线圈中的电流方向 C.增大通过螺线管线圈的电流
（2）通电后，撞针为什么会迅速向前移动，其工作原理是 　 　。
三、探究题
16．小明在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下：
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒处于蹄形磁铁的中央位置。
②电源正、负极分别接a、b，给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1。
③给导体两端加电压U2，且U2＞U1闭合电路，观察悬线偏转的角度α2。
④比较α1、α2的大小。
（1）根据上述实验步骤，小明想要探究的问题是 　 　。
（2）请写出改变上述实验中导体棒运动方向的实验操作：　 　。
（3）小明想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验。你认为这种方法是否合理，请简要说明理由：　 　。
四、解答题
17．项目化学习小组在老师的指导下设计了一款湖面上的电动游船，图甲是电门踏板的工作原理示意图，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。
电动小车评价量表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板，车速变大 踩下电门踏板，车速不变 踩下电门踏板，车速反而变小
指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动
他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。
（1）电动机是根据怎么原理制成的？　 　。
（2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，电动机转速如何变化 　 　。
（3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关S1。S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由 　 　。
18．项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。
（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是　 　。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　。
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标上”所处的评价等级　 　（“优秀”“合格”“待改进”）。
答案
1．解：A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故A错误；
B、线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，磁场方向不变，受力方向改变，故B正确；
C、对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的方向，故C错误；
D、电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，部分转化为内能，故D错误。
故选：B。
2．解：AB、轨道上放置的是一根铜棒，闭合开关，通过的导体在磁场中受力运动，铜棒沿水平方向运动，该过程中将电能转化为机械能，故AB错误；
C、石墨是导体，将铜棒换成石墨棒，通电的石墨棒会受力运动，故C正确；
D、铜是非磁性物质，断开开关，铜棒在磁场中不受磁力作用，故D错误。
故选：C。
3．解：A、电池正负极接反，对电动机是否转动没有影响，只影响电动机的转动方向，故A符合题意；
BCD、接线柱接触不良、磁体磁性太弱、线圈处于平衡位置，都可能导致电动机不转动，故BCD不符合题意。
故选：A。
4．解：A、通电导体在磁场中受力转动时，将电能转化为机械能，故A错误；
BC、通电导体在磁场中转动的方向与磁场方向和导体中的电流方向有关，改变任何一个条件，导体运动方向改变；改变螺丝钉中的电流方向或磁场方向，螺丝钉会反向转动，故BC错误；
D、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关，若换成电压更大的电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故D正确。
故选：D。
5．解：A、导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以导线受力方向没有发生改变，故A正确；
B、乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确；
C、通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确；
D、闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误。
故选：D。
6．解：A、由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极，通电螺线管PQ的P端为N极、Q端为S极，故A错误；
B、当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，故B错误；
C、若只将电源的正负极对调，则电流的方向发生改变，两个螺线管的磁极的方向也发生了改变，即线圈所处磁场方向改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同，即顺时针转动，故C正确；
D、电动机工作时将电能转化为机械能，故D错误。
故选：C。
7．解：ABC、扬声器的工作原理与电动机的工作原理相同，根据影响电动机的转速的因素是电流大小、线圈的匝数和磁场强弱，所以增加线圈匝数、更换磁性更强的磁铁、增大线圈中的电流，均能能够增大线圈受力，从而会增大音量，故ABC不符合题意；
D、增大线圈阻值，在电压不变时，根据欧姆定律可知，会减小通过线圈的电流，根据通电导体在磁场受到力的作用可知，会减小线圈受到的力的大小，从而会减小音量，故D不可行。
故选：D。
8．解：（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；
（2）在磁场中的通电导体受到的磁场力方向跟导体中的磁场方向有关，将图中蹄形磁体的南北极互换位置，闭合开关后金属棒的运动方向将改变。
故答案为：电源；电动机；改变。
9．解：（1）导线通电后产生了运动，说明磁场对放入其中的导体有力的作用。电动机就是利用这种现象制成的。
（2）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究：导体所受力的方向与磁场方向的关系；
故答案为：（1）磁场；电动机；（2）磁场方向的关系。
10．解：图中的心形线框相当于一个简易的电动机。
（1）心形线框能绕电池转动的原理是通电导体在磁场中会受到力的作用。
（2）要增大心形线框的转速，可采取的措施有增强磁场。
故答案为：（1）通电导体在磁场中会受到力的作用；（2）增强磁场。
11．解：（1）直流电动机的工作原理是：磁场对电流的作用；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；
（3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择磁体无法吸引的材料，如铜，铝等；
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是磁场太弱。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）电流方向或磁场方向；（3）AC；（4）磁场太弱。
12．解：（1）当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动，故选A；
（2）若要电动机转速加快，可以增大电路中的电流，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的电阻，从而增大电路中的电流；
（3）取下电源换接上小灯泡，快速拉动细线，使线圈转动起来，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡会发光，这是电磁感应现象，此时模型就相当于发电机。
故答案为：（1）A；（2）左；（3）发电。
13．解：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的道理制成的；电源电压增大、电流增大、它的转速变快，增强磁场也可以使它的转速变快。
故答案为：通电线圈在磁场中由于受力而转动；增大线圈中的电压或换用磁性更强的磁体。
14．解：通电导体在磁场中受力运动，所以将磁体靠近发光的灯泡时，灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以会受到磁场力的作用，并且方向在时刻改变，所以灯丝会晃动；电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
故答案为：受力；电动机。
15．解：（1）由题意可知，要想增强电磁炮弹中螺线管磁场，可以增加螺线管的线圈的匝数或增强螺线管线圈中电流，与电流方向和线圈绕线无关，故应选AC；
（2）线圈产生磁场，撞针中有电流，磁场对电流有力的作用，使得撞针会迅速向前移动。
故答案为：（1）AC；（2）通电导体在磁场中受到力的作用。
16．解：（1）由实验步骤可知，当电路中电压越大时，导体中的电流越大，观察悬线偏转的角度，所以想要探究的问题是探究磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小的关系；
（2）磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，改变上述实验中导体棒运动方向的方法是：改变电流方向或改变磁场的方向；
（3）在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻会随之改变，导体棒中的电流也会随之改变，这样不符合控制变量法的要求，因此，他这样做存在的问题是没有控制电流的大小不变。
故答案为：（1）探究磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小的关系；（2）改变电流方向或改变磁场的方向；
（3）没有控制电流的大小不变。
17．解：（1）电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用原理工作的；
（2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，旋钮变阻器阻值减小，电路中电流变大，电动机转速变快；
（3）由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S分别接②和④通过电动机电流方向相反，因为通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表可知为优秀等级。
故答案为：（1）通电导体在磁场中受力运动；（2）变快；（3）优秀，理由是由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S分别接②和④时，通过电动机的电流方向相反，因为通电导体在磁场中受力运动方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表可知为优秀等级。
18．解：（1）由图乙可知，开关S与“1”连接时，电流从电动机的上方流入，开关S与“2”连接时，电流从电动机的下方流入，即切换开关S后，通过电动机电流的方向发生改变，因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向；
（2）他图乙可知，将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，此时通过电动机的电流变小，电动机的转速变慢；
（3）由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
故答案为：（1）改变通过电动机电流的方向；（2）变慢；（3）合格。
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