第4节 电动机 同步练习

第4节电动机
1．通电直导线在磁场中的受力实验。




（1）通电导体在磁场中受到 的作用。
（2）通电导体在磁场中的受力方向与 和 有关。
（3）当只改变电流方向或只改变磁场方向时，通电导体受到磁场的力的方向也发生改变。
（4）同时改变电流方向和磁场方向时，通电导体受到的磁场的力的方向 。
（5）通电导体在磁场中受到力的大小与磁场强弱、电流大小、导体长短有关。
2．通电线圈在磁场中受到力的作用。
（1）通电线圈在磁场中的受力方向与 和 有关。
（2）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈ab边和cd边受到的力大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这是线圈的 位置。
（3）当通电线圈所在平面与磁感线方向一致时，线圈受到不平衡力的作用，沿 时针方向转动。线圈转过平衡位置后，受到阻碍它继续转动的力的作用，使它返回到 位置。
（4）通电线圈转速大小与电流大小和磁场强弱有关：电流越大，磁场越强，转速越快。
3．直流电动机。
（1）直流电动机是由磁极、线圈、换向器、电刷（定子、转子）等部件构成的。
（2）直流电动机是把 能转化为 能的装置；它的工作原理是利用了 。
（3）直流电动机的关键部件之一是换向器，换向器由两个铜质半环组成，其作用是：当线圈因 转过平衡位置时，改变线圈内 方向，从而改变线圈的受力方向，实现电动机的转子持续转动。
4．由于电网供电是 ，所有家庭使用的电风扇、洗衣机等电器的电动机都是 电动机。交流电动机也是依靠 的原理来叫工作的。
题型一磁场对通电导体的作用
1．江涛用如图所示的实验装置，探究。磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（ ）
A．将A、B两端对调
B．将蹄形磁体的N、S极对调
C．换用磁性更强的蹄形磁体
D．将滑动变阻器的滑片P向右移动
2．在如图所示装置中，导线ab在水平的支架上，闭合开关，导线ab有电流通过时，它会运动起来。那么（ ）
A．此装置是用来探究通电导线周围的磁场
B．导线ab运动方向只与磁场方向有关
C．电动机是利用这一现象来工作的
D．通电过程中导线ab的机械能转化为电能
题型二直流电动机
1．安装正确的直流电动机模型，接通电源，线圈中有电流时，电动机不转。不可能造成这一现象的原因是（ ）
A．线圈刚好处在平衡位置 B．转轴受到的摩擦太大
C．电源的正负极接反 D．电源电压太低
2．一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路 B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大 D．线圈正好处于平衡位置
题型三实验探究
1．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，据图回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，发现导线ab将 （填“运动”或“静止”）；
（2）若把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab将 ；
（3）若保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将 。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟 的方向和 的方向都有关系；
（4）若增加电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会 （填“加快”或“减慢”），这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟 的大小和 的大小有关。
2．如图所示，悬挂在金属丝上的金属棒AB处在磁场中。
（1）当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一但使C、D两个线头接触到电池组的正、负时，AB棒立即摆动起来，这一现象说明了 ；
（2）留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动，这一现象说明了 ；
（3）如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下（S极在上），则金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明了 。
一、选择题
1．在下列的家用电器中，应用直流电动机工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电冰箱 C．电吹风 D．电动剃须刀
2．要改变通电导体在磁场中的受力方向，以下方法中可行的是（ ）
①只改变电流的方向②只改变磁场的方向③只改变电流的强弱④同时改变电流方向和磁场的方向
A．①④ B．①②④ C．①②③ D．①②
3．如右图所示的实验装置，是用来研究（ ）
A．电流周围是否存在磁场
B．磁化现象
C．电流磁效应
D．通电导体在磁场中是否会受到力的作用
4．电动机组装过程中发现没有装上换向器，则可能出现（ ）
A．不转动 B．能转动，但不能连续转动
C．一会儿顺转一会儿倒转 D．无关系
5．小明给自己的航模新配了一只小电动机，结果发现电源接通后，电动机不转。他检查了一下导线，没发现问题。请你帮他找出可能的原因（ ）
A．线圈烧坏了 B．电源正负极不小心接反了
C．线圈平面恰好在平衡位置 D．电池没电了
6．在安装直流电动机模型的实验中，如果已安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，那么操作中能使线圈逆时针方向转动的是（ ）
A．减少一节电池，使通过线圈的电流强度减小
B．把电源两极对调，改变线圈中的电流方向
C．不能把磁铁的两极对调，即不能改变磁感应线的方向
D．同时把电源的两极及磁铁的两极对调
7．在装配直流电动机模型时，下列做法错误的是（ ）
A．交换电源正、负极，可以改变电动机的转动方向
B．改变磁铁的两个磁极的位置，可以改变电动机的转动方向
C．换一个磁性更强的蹄形磁铁，可以加快转子的转速
D．任意增加并联的电池节数，可以加快转子的转速
8．如图所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动（仪器、电路都完好），要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是（ ）
A．将蹄形磁体的N、S极对调
B．换用磁性强一些的蹄形磁体
C．换用能提供较大电流的直流电源
D．使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力
二、填空题
9．通电导体在磁场里的受力方向与 方向以及 方向有关。电动机是利用
的原理制成的，它是把 能转化为 能的机器。
10．如图所示电路中，要增加直流电动机的转速，变阻器的滑片P移动方向应向 移动（填“左”或“右”）。
11．如图所示，是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置。当闭合开关S时，导线ab中自由电子定向移动的方向是 （填“从a到b”、“从b到a”或“垂直ab方向”），导线a受到磁场力的作用而向左运动；现在，如果只将磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向 运动；如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向 运动（填“左”或“右”）。
三、实验、简答题
12．小张在探究“通电导线在磁场中的受力方向与什么有关”时，做了如图（a）（b）（c）的三个实验。圈中AB表示闭合电路的一部分导线，导线L的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。 （a） （b） （c）
（1）通过实验（a）和（b）说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。
（2）通过实验（a）和（c）说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。
（3）实验表明，通电导线在磁场中要受到 的作用，力的方向跟 方向、
方向都有关。
1．直流电动机上装换向器的作用是（ ）
A．改变线圈的转向 B．改变磁场的方向
C．改变外电路的电流方向 D．改变内电路的电流方向
2．直流电动机中的线圈每转动一圈，线圈中的电流方向（ ）
A．改变一次 B．改变两次 C．改变三次 D．不改变
3．一次家庭探究活动中，小华把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶地发现灯丝突然晃动起来。关于这种现象，下列说法正确的是（ ）
A．灯丝晃动是由于电压不稳
B．灯丝晃动是电能转化成了机械能
C．磁体对钨这种材料有吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对通电导线的作用
4．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是（ ）
A．只改变电流方向
B．只改变电流大小
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
5．如图所示，是小华同学探究“磁场对电流的作用”的实验装置，AB是一根金属棒，通过导线接在电路中，闭合电键后，金属棒没有运动（仪器、电路都完好），要使金属棒运动起来，下列措施可行的是（ ）
A．将蹄形磁体的N、S极对调
B．换用磁性弱一些的蹄形磁体
C．换用电压大一些的直流电源
D．将滑动变阻器的滑片向右移动
6．小明用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示，闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置，不能持续转动。为使线圈持续转动，下列措施中可行的是（ ）
A．换用电压更大的电源
B．换用磁性更强的磁体
C．重新制作匝数更多的线圈，将线圈两端的漆全部刮去
D．在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈
7．“低碳生活，绿色出行”，自行车正逐渐成为人们喜爱的交通工具。电动自行车的核心部件电动机是根据 原理制成的，在给电动车充电时，电能转化为 能储存在蓄电池内。电动车的调速把手实际上是一个 ，可以改变通过电动机的电流，从而改变电动机转速。
8．如图所示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向上。
（1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力方向是 ；
（2）如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力方向是 ；
（3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力方向是 。
9．如图所示，是某互助小组制作的一台简易电动机。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮将线圈放在支架上，破体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。请问：
（1）推一下线圈的原因是 。
（2）线圈不停转动的原因是 。
（3）要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案：
① ；② 。
10．如图所示，将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来。
（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在 里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是 。
（2）刚闭合开关时，小电灯发出明亮的光，但随着电动机转得越来越快，小电灯的亮度逐渐减弱；当转速正常时，小电灯的亮度稳定不变，此时用手指轻轻捏住电动机的转轴，使电动机的转速减慢，你猜想这时小电灯的亮度将 （填“变亮”、“变暗”或“不变”），理由是 。
11．学习了磁场对通电直导线和线圈的作用后，小明做了以下探究；
（1）如图甲所示，把一根直导线ab支起来，放在蹄形磁体的磁场里，闭合开关后，直导线就水平向右运动起来，根据力和运动的关系，导线运动状态改变，这说明导线必定受到 的作用，且可确定它的方向 （填“水平向左”或。水平向右”）。
（2）假如把蹄形磁体竖起来，在导线ab末端再连上另一条导线cd，这样就组成了线圈，如图乙所示，通电后，图乙中cd段导线的电流方向是 （填“由c到d”或“由d到c”）。
（3）图乙中，闭合开关后，ab段导线受磁场力的方向向上，则此时cd段导线受到磁场力的方向向 。由于这两个力不在同一直线上，所以线圈不能保持平衡，结果使线圈abcd转动起来。
12．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照图示组装实验器材。
（1）小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动。说明磁场对通电导线有 的作用；
（2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到直导线向 （填“左”或“右”）运动；
（3）观察“磁场对通电直导线的作用”活动后。小明认为可能影响磁场对电流作用的因素有：直导线的长度，磁场的强弱和导线的电流大小。
请在图中器材的基础上，添加适当的器材，设计一个简单实验，探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
简要做法： ；
如何判断： 。

答案
1．（1）力（安培力） （2）磁场方向 电流方向 （4）不变 2．（1）磁场方向 电流方向 （2）平衡 （3）顺 平衡 3．（2）电 机械 通电线圈在磁场中受力而转动 （3）惯性 电流 4．交流电 交流 通电导体在磁场中所受的力
1．B 解析：将A、B两端对调，受力运动方向不变，故A错；将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，故B正确；换用磁性更强的蹄形磁体，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故C错；将滑动变阻器的滑片p向右移动，减小电路中的电流，减小导线的运动速度，不会改变运动方向，故D错。
2．C
1．C 2．D
1．（1）运动 （2）反向运动 （3）反向运动 磁场 电流 （4）加快 电流 磁场 磁性 解析：（1）由于通电导线在磁场中受磁场力会运动起来，因此把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab运动；（2）电流方向反向后，由左手定则可得导体受力方向与原来相反，故把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab将反向运动。（3）只改变磁场方向由左手定则可得，通电导体与原来受力方向相反，故保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁极的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动。由以上现象可知磁场力与磁场方向和电流方向有关。（4）通过导体的电流越大、磁场的磁性越强，导体运动的速度越快；这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟电流的大小和磁场磁性的大小有关。
2．（1）通电导线在磁场中受到力的作用 （2）通电导线在磁场中的受力方向与电流方向有关 （3）通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向有关
1．D 2．D 3．D 4．B 5．C 6．B 7．D 8．A 9．磁场 电流 通电线圈在磁场中受力转动 电 机械 10．左 11．从b到a 右 左 12．（1）电流 （2）磁场 （3）磁力 电流 磁场
1．D 2．B 3．D 4．A 5．C 6．D 7．通电线圈在磁场中受力转动 化学 滑动变阻器 8．（1）向下 （2）向下 （3）向上 9．（1）使线圈越过平衡位置 （2）通电线圈在磁场中受力的作用 （3）①只改变磁场方向 ②只改变电流方向 10．（1）磁场 改变电流的方向 （2）变亮 电流变大 11．（1）力 水平向右 （2）由c到d （3）下 12．（1）力 （2）右 （3）在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度 比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。




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