沪粤版九年级物理下册同步练习：17.2 探究电动机转动的原理（含答案）
文档属性
| 名称 | 沪粤版九年级物理下册同步练习：17.2 探究电动机转动的原理（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 992.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤沪版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-11-07 20:43:03 | ||
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文档简介
17.2 探究电动机转动的原理
一、选择题
1．2020·岳阳改编
如图17－2－5所示的四个实验，能反映电动机工作原理的是( )
图17－2－5
2．2019·绵阳
用如图17－2－6所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向左运动；把电源正、负极对调后接入电路，发现导体ab向右运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力
( )
A．方向与电流方向有关
B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关
D．大小与磁场强弱有关
图17－2－6
3．2020·广州
矩形铜线框在某磁场中的位置如图17－2－7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( )
图17－2－7
A．ab段与bc段
B．ab段与ed段
C．ab段与fe段
D．fe段与ed段
4．要改变直流电动机线圈转动的方向，可行的办法是
( )
A．改变电流的大小
B．改变磁场的强弱
C．只改变电流方向
D．同时改变电流方向和磁场方向
5．要想使一台直流电动机的转速增大，下列方法中不可行的是
( )
A．对调磁极的位置
B．增大线圈中的电流
C．增大电动机的供电电压
D．换用磁性更强的磁体
6．直流电动机转子中的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是
( )
A．不断改变电流的方向，使线圈能够完成正、反转动
B．适时地自动改变电流的方向，使线圈始终向一个方向转动
C．不断地改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D．不断地改变磁场的方向，使线圈始终向一个方向转动
7．小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其开始不工作的原因可能是( )
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置
D．线圈中的电流太小
8．2019·扬州
如图17－2－8所示为直流电动机的工作原理图，下列分析正确的是( )
图17－2－8
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
二、填空题
9．2019·徐州
两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互________；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在________；如图17－2－9所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向________(选填“纸里”或“纸外”)。
图17－2－9
10．如图17－2－10所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的__________，从而实现通电线圈在磁场中的持续转动。电动机工作时是把电能转化为________能。
图17－2－10
11．如图17－2－11所示是我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当将其接入电路中，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是________________________________________________________________________。
图17－2－11
12．如图17－2－12所示是扬声器的构造示意图，当线圈中有电流通过时，线圈受到磁场力的作用而振动，这与__________的工作原理相同；当线圈中电流的方向改变时，线圈受到的力的方向__________(选填“改变”或“不改变”)；线圈中的电流方向不断改变，线圈就不断地带动纸盆来回振动，于是扬声器就发出了声音。
图17－2－12
三、实验探究题
13．在“探究电动机为什么会转动”的实验中：
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
(2)如图17－2－13所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关前，导体________，闭合开关后，导体________，说明磁场对________导体有力的作用。
图17－2－13
(3)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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。
(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，________(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
14．在“研究磁场对电流的作用”实验中：
图17－2－14
(1)利用如图17－2－14甲所示的装置进行实验时，应在“a”“b”之间接入________，根据该原理可制成____________。
(2)若要继续研究“通电导体受力的大小与电流大小的关系”，可在上述图甲电路中再串联一个__________，改变电流大小后，根据__________________可初步判断受力的大小是否发生改变。
(3)乙、丙两图中，图________中线圈恰好处于平衡位置，另一图中线圈左右两边所受力不满足二力平衡条件是因为这两个力________________。
(4)图丁中的线圈可以持续转动，是因为它加装了________，该装置能在线圈__________(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
15．在物理学中，用“”表示电流的方向垂直于纸面向里，用“”表示电流的方向垂直于纸面向外。如图17－2－15所示，图甲表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，则在如图乙所示的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是( )
图17－2－15
详解详析
1．D [解析]
图A中是验电器检验物体是否带电的实验，A不符合题意；图B中是探究磁极间的相互作用的实验，B不符合题意；图C为奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，C不符合题意；图D电路中有电流，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的工作原理，D符合题意。
2．A [解析]
接通电源，发现导体ab向左运动，把电源正、负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向右运动。说明通电导线在磁场中的受力方向跟电流方向有关。
3．B
4．C
5．A [解析]
对调磁极只会使线圈受力方向改变，不会改变线圈受力的大小，A不可行；增大线圈中的电流，线圈受力将增大，线圈转动的速度增大，B可行；增大电压也可增大线圈中的电流，从而增大线圈受力，线圈的转速增大，C可行；换用磁性更强的磁体可以增大线圈受力，使线圈的转速增大，D可行。
6．B 7.C
8．A [解析]
改变磁场方向或电流方向，都可以改变线圈的转动方向，故A正确；电动机通电后不转的原因很多，不一定是电路断路，故B错误；电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故C错误；线圈连续转动，是靠换向器实现的，故D错误。
9．排斥 磁场 纸外 [解析]
两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互排斥；通电导线能使小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应；通电导体在磁场中受力的作用而运动，运动方向与电流的方向和磁感线的方向有关，只改变电流方向，导体受力方向改变，则此时磁极对导线的力垂直指向纸外。
10．电流方向 机械
11．通电导体在磁场中受到力的作用
12．电动机 改变
13．(1)磁场 (2)静止不动 运动 通电
(3)相反 磁场方向 (4)相反 电流方向
(5)不能
[解析]
(1)由奥斯特实验可知：通电导体周围存在磁场。
(2)将导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动；闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
(3)将图中磁体的N、S极对调，磁场方向改变，导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(4)将图中电源的正、负极对调，导体ab中的电流方向改变，导体ab的运动方向与对调前的运
动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体ab的运动方向不变，则不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
14．(1)电源 电动机
(2)滑动变阻器 导体摆动幅度
(3)丙 不在同一直线上
(4)换向器 刚转过
[解析]
(1)因为通电导体在磁场中受力会运动，通过观察可知图甲中缺少一个电源，因此利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”“b”之间接入电源，根据此原理可以制成电动机。
(2)滑动变阻器串联在电路中可以改变电路中电流的大小，若要继续研究“导体受力的大小与电流大小的关系”，可在上述电路中再串联一个滑动变阻器；改变电流大小后，根据导体摆动幅度可初步判断其受力的大小是否发生改变。
(3)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡位置，此时线圈受力平衡，所以图丙的线圈恰好处于平衡位置；图乙中线圈左右两边所受力不满足二力平衡中的“两个力作用在同一直线上”的条件。
(4)图丁中的线圈可以持续转动，是因为加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
15．C [解析]
本题可采用对比的方法来解答。分别将图乙中的A、B、C、D与图甲比较，若只有电流方向改变，则受力方向改变；若只有磁场方向改变，则受力方向改变；若电流方向和磁场方向同时改变，则受力方向不变。
一、选择题
1．2020·岳阳改编
如图17－2－5所示的四个实验，能反映电动机工作原理的是( )
图17－2－5
2．2019·绵阳
用如图17－2－6所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向左运动；把电源正、负极对调后接入电路，发现导体ab向右运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力
( )
A．方向与电流方向有关
B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关
D．大小与磁场强弱有关
图17－2－6
3．2020·广州
矩形铜线框在某磁场中的位置如图17－2－7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( )
图17－2－7
A．ab段与bc段
B．ab段与ed段
C．ab段与fe段
D．fe段与ed段
4．要改变直流电动机线圈转动的方向，可行的办法是
( )
A．改变电流的大小
B．改变磁场的强弱
C．只改变电流方向
D．同时改变电流方向和磁场方向
5．要想使一台直流电动机的转速增大，下列方法中不可行的是
( )
A．对调磁极的位置
B．增大线圈中的电流
C．增大电动机的供电电压
D．换用磁性更强的磁体
6．直流电动机转子中的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是
( )
A．不断改变电流的方向，使线圈能够完成正、反转动
B．适时地自动改变电流的方向，使线圈始终向一个方向转动
C．不断地改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D．不断地改变磁场的方向，使线圈始终向一个方向转动
7．小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其开始不工作的原因可能是( )
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置
D．线圈中的电流太小
8．2019·扬州
如图17－2－8所示为直流电动机的工作原理图，下列分析正确的是( )
图17－2－8
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
二、填空题
9．2019·徐州
两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互________；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在________；如图17－2－9所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向________(选填“纸里”或“纸外”)。
图17－2－9
10．如图17－2－10所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的__________，从而实现通电线圈在磁场中的持续转动。电动机工作时是把电能转化为________能。
图17－2－10
11．如图17－2－11所示是我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当将其接入电路中，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是________________________________________________________________________。
图17－2－11
12．如图17－2－12所示是扬声器的构造示意图，当线圈中有电流通过时，线圈受到磁场力的作用而振动，这与__________的工作原理相同；当线圈中电流的方向改变时，线圈受到的力的方向__________(选填“改变”或“不改变”)；线圈中的电流方向不断改变，线圈就不断地带动纸盆来回振动，于是扬声器就发出了声音。
图17－2－12
三、实验探究题
13．在“探究电动机为什么会转动”的实验中：
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
(2)如图17－2－13所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关前，导体________，闭合开关后，导体________，说明磁场对________导体有力的作用。
图17－2－13
(3)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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。
(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，________(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
14．在“研究磁场对电流的作用”实验中：
图17－2－14
(1)利用如图17－2－14甲所示的装置进行实验时，应在“a”“b”之间接入________，根据该原理可制成____________。
(2)若要继续研究“通电导体受力的大小与电流大小的关系”，可在上述图甲电路中再串联一个__________，改变电流大小后，根据__________________可初步判断受力的大小是否发生改变。
(3)乙、丙两图中，图________中线圈恰好处于平衡位置，另一图中线圈左右两边所受力不满足二力平衡条件是因为这两个力________________。
(4)图丁中的线圈可以持续转动，是因为它加装了________，该装置能在线圈__________(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
15．在物理学中，用“”表示电流的方向垂直于纸面向里，用“”表示电流的方向垂直于纸面向外。如图17－2－15所示，图甲表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，则在如图乙所示的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是( )
图17－2－15
详解详析
1．D [解析]
图A中是验电器检验物体是否带电的实验，A不符合题意；图B中是探究磁极间的相互作用的实验，B不符合题意；图C为奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，C不符合题意；图D电路中有电流，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的工作原理，D符合题意。
2．A [解析]
接通电源，发现导体ab向左运动，把电源正、负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向右运动。说明通电导线在磁场中的受力方向跟电流方向有关。
3．B
4．C
5．A [解析]
对调磁极只会使线圈受力方向改变，不会改变线圈受力的大小，A不可行；增大线圈中的电流，线圈受力将增大，线圈转动的速度增大，B可行；增大电压也可增大线圈中的电流，从而增大线圈受力，线圈的转速增大，C可行；换用磁性更强的磁体可以增大线圈受力，使线圈的转速增大，D可行。
6．B 7.C
8．A [解析]
改变磁场方向或电流方向，都可以改变线圈的转动方向，故A正确；电动机通电后不转的原因很多，不一定是电路断路，故B错误；电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故C错误；线圈连续转动，是靠换向器实现的，故D错误。
9．排斥 磁场 纸外 [解析]
两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互排斥；通电导线能使小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应；通电导体在磁场中受力的作用而运动，运动方向与电流的方向和磁感线的方向有关，只改变电流方向，导体受力方向改变，则此时磁极对导线的力垂直指向纸外。
10．电流方向 机械
11．通电导体在磁场中受到力的作用
12．电动机 改变
13．(1)磁场 (2)静止不动 运动 通电
(3)相反 磁场方向 (4)相反 电流方向
(5)不能
[解析]
(1)由奥斯特实验可知：通电导体周围存在磁场。
(2)将导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动；闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
(3)将图中磁体的N、S极对调，磁场方向改变，导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(4)将图中电源的正、负极对调，导体ab中的电流方向改变，导体ab的运动方向与对调前的运
动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体ab的运动方向不变，则不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
14．(1)电源 电动机
(2)滑动变阻器 导体摆动幅度
(3)丙 不在同一直线上
(4)换向器 刚转过
[解析]
(1)因为通电导体在磁场中受力会运动，通过观察可知图甲中缺少一个电源，因此利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”“b”之间接入电源，根据此原理可以制成电动机。
(2)滑动变阻器串联在电路中可以改变电路中电流的大小，若要继续研究“导体受力的大小与电流大小的关系”，可在上述电路中再串联一个滑动变阻器；改变电流大小后，根据导体摆动幅度可初步判断其受力的大小是否发生改变。
(3)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡位置，此时线圈受力平衡，所以图丙的线圈恰好处于平衡位置；图乙中线圈左右两边所受力不满足二力平衡中的“两个力作用在同一直线上”的条件。
(4)图丁中的线圈可以持续转动，是因为加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
15．C [解析]
本题可采用对比的方法来解答。分别将图乙中的A、B、C、D与图甲比较，若只有电流方向改变，则受力方向改变；若只有磁场方向改变，则受力方向改变；若电流方向和磁场方向同时改变，则受力方向不变。