20.4 电动机 — 人教版九年级物理全册同步测试(word版 带答案)

2020-2021学年九年级全册人教版物理
第二十章
第四节电动机
同步测试
一、单选题（共10题；共30分）
1.生活中我们经常利用电动机来为我们的生活服务，电动机的工作原理是（　　）
A.?通电导体在磁场中会受到力的作用??????????????????????B.?电磁感应现象
C.?通电导体周围存在磁场???????????????????????????????????????D.?以上都不对
2.如图所示的四个实验中，说明发电机工作原理的实验是（
）
A.??????????B.??????????C.????D.??
3.如图所示的实验装置，可以用来（　　）
A.?研究感应电流的方向与磁场方向的关系???????????????????B.?研究发电机的工作原理
C.?研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关?????D.?研究电磁铁的磁性与什么因素有关
4.下图中能表明电动机原理的实验是（　　）
A.???????B.???????C.???????D.?
5.电动机是一种高效率、低污染的动力设备，如图，属于电动机原理的是（??
）
A.???????????????????B.???????????????????C.???????????????????D.?
6.关闭并拔出电动自行车的钥匙，用力踩踏使其前进，会发现按下喇叭开关时，喇叭也能发出鸣叫，这是因为此时（?
）
A.?电动自行车的内部电路漏电了?????????????????????????????B.?钥匙开关没有切断喇叭与电源的连接
C.?发电机变成了电动机???????????????????????????????????????????D.?电动机变成了发电机
7.我们所使用的电冰箱、电扇、洗衣机等家用电器，其主要部件都是用电动机来工作的，那么电动机是根据下列哪种现象制成的???
（????
）
A.?磁场对放入其中的磁体产生力的作用??????????????????B.?电流周围存在磁场
C.?通电导体在磁场中受到力的作用?????????????????????????D.?电磁感应
8.如图是电磁学中很重要的三个实验装置图，以下说正确的是（?
）
A.?物理学家法拉第进行甲图实验发现了电流的磁效应
B.?乙图实验装置是电动机的原理图
C.?丙图中，导体ab受到的磁场力方向与通过它的电流方向无关
D.?“K歌”用的话筒利用的是乙图的原理将声音信号变成电流信号
9.如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（??
）
A.?甲中线圈转动，乙中线圈不转动?????????????????????????B.?乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C.?甲、乙中的线圈都会转动????????????????????????????????????D.?甲、乙中的线圈都不会转动
10.关于摩托车和电动摩托车的比较，下列说法中错误的是（?
）
A.?摩托车装有排气管，电动摩托车也装有排气管
B.?月球上不能使用摩托车，但能使用电动摩托车
C.?摩托车行驶时会造成大气污染，电动摩托车行驶时不会造成大气污染
D.?摩托车行驶时将汽油的化学能最终转化为机械能，电动摩托车行驶时将电能转化为机械能
二、填空题（共10题；共33分）
11.如图所示是电动机结构的示意图，F为换向器，它的作用是________?．闭合开关S，线圈缓慢转动，现要使线圈转动加快，可以________?．小明用图乙所示的电子式电能表测额定电压为220V洗衣机的功率，当电路中只有洗衣机正常工作时，电能表的指示灯在3
min内闪烁30次，则该洗衣机的额定功率是________?W．（3000imp/kW?h表示消耗1千瓦时电能指示灯闪烁3000次）
如图所示，给直导线通电，直导线周围产生了________，蹄形磁体对通电直导线有________的作用，根据这个原理可以制成________机．
13.通电导体在磁场里受力的方向跟________?方向和________?方向有关．
14.如右图是电动机的模型，它是利用通电线圈在________中受力转动的原理制成的，它工作时把________能转化为________能
15.电动机的工作原理是________，只改变线圈中的电流方向，电动机的转动方向________（选填“会”或“不会”）发生改变．电风扇、洗衣机、抽油烟机等家用电器都装有电动机，这些用电器是________联接入家庭电路的．
16.如图所示，直导线通电时发生偏转，说明________对电流有力的作用．可以利用这个原理制作________（电动机／发电机）．如果只改变电流方向，直导线偏转方向________．
17.如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到________的作用。若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向________运动（选填“左”或“右”）；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab将向________运动（选填“左”或“右”）。
18.电动机是根据________?的原理制成的，一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2Ω，那么它的电功率是________?W，这台电动机1min内产生的热量是________?J，这台电动机的效率是________?.
19.小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来。小明根据网络搜索的如图所示电路(R是一个压敏电阻)分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变________，衔铁与触点2接触，电动机的转速变
________。
20.下图是一个电动机的模型，通电线圈的ab边和cd边的磁场里受到________的作用，因两边中的电流方向相反，所以两个力方向________，且________（选填“在”或“不在”）同一直线上，所以线圈就转动起来。当转到如图（b）所示的位置（线圈平面与磁感线垂直）时，这两个力________（选填“在”或“不在”）同一直线上，而且大小________、方向相反，是________力。这个位置叫做平衡位置。线圈要能持续转动下去，就需要安装一个________，来改变线圈中的电流。
三、作图题（共3题；共3分）
21.如图所示，箭头表示磁感线方向，“?”表示通电导线中电流方向垂直纸面向里，“⊙”表示通电导线中电流方向垂直于纸面向外．根据左手定则判断各导线的受力方向，并用箭头表示出来．
?
22.如图，使线圈位于两磁极间，通电后，图甲ab
段导线受磁场力的方向向上，用箭头在图乙、丙中，标出ab
段导线所受磁场力的方向．
?
23.某班的物理实践小组在装好直流电动机模型后，设计了一个通过改变电动机的转动方向及转速使重物上升或下降的电路，如图所示，有一个单刀双掷开关（触片K接通a或接通b），只有两个电源．请你完成电路图的连接（操作过程中不得改变电路中的接线）。
四、实验探究题（共3题；共13分）
24.根据如图中提供的实验信息，回答下列问题：
（1）图①和②研究的是浮力与________的关系；
（2）图③和图④研究的是________与高度的关系；
（3）图________的实验装置能研究电动机原理．
25.阅读短文，回答问题：
右图，高压水枪除污作为目前治“城市牛皮癣”最有力的方法，为很多城市广泛使用．下表是广州某公司生产的ZF28/15型清洗机的铭牌．清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。
（1）你认为清洗机的动力设备是________（选填“电动机”或“热机”），其主要原理是通电导体在中要受到力的作用。
（2）从物理学的角度看，铭牌中有一个物理量名称与单位不一致，请你指出这个物理量名称并说明如何更正．错误的物理量名称是________，应当改为________；
（3）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是多少？若清洗5m2的墙壁上的“牛皮癣”平均耗时10min，则需用水多少？需要消耗多少度电能？
26.如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，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，碲形磁体放在线圈周围．
（1）直流电动机的工作原理是________．
（2）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的
是使线圈能够________．
（3）可以通过改变________方向，改变线圈的转动方向．（填一种方法）．
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，这时可做的有效尝试有哪些________，________．
五、综合题（共3题；共21分）
27.为了方便旅客参观景区，目前我国很多旅游景点普遍推出了电动观光车，其技术参数如下表：
空车质量
1180kg
电动机额定功率
4kW
满载人员
12人
电动机额定电压
48V
满载时轮胎与地接触面积
4×250cm2
最大车速
45km/h
电动机效率
80%
平路连续行驶里程
≤80km
根据以上技术参数，解答下列问题：（g=10N/kg）
（1）电动车是利用________?的原理工作的，它工作时将________能转化为________能；
（2）假设乘客质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强；
（3）电动机以额定功率工作半小时消耗多少电能？若这一过程中，观光车以36km/h的速度沿水平路面匀速行驶，求车行驶在过程中克服阻力做的功；
（4）与普通汽车相比，电动观光车在环保节能方面的优点有________?（写出一条即可）
28.阅读短文，回答下列问题
江海晚报报道：2013年3月9日，陆地方舟新车见面会在江苏如皋产业基地隆重举行，全国第一款面向大众市场销售的纯电动SUV汽车“陆地方舟V5”面世，该车应用“高频变频电驱动技术”，百公里耗电量仅9度，让您轻松赏阅一路风景。已知该车部分性能参数如下表。
品牌
陆地方舟v5
车身重量kg
1380
引擎类型
电动机
电机额定功率kW
7．5
动力蓄电池
铅酸电池72V
200Ah
续驶里程km
160
最高速度km/h
70
（1）电动机工作时，其工作原理是（??
）
A.磁场对电流的作用
B.电流的磁效应
C.电磁感应
D.电磁铁原理
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，下列关于汽车匀速直线行驶时，所受阻力F与车速v的关系图线，正确的是（??
）
（3）汽车驾驶室座位上的安全带，做得比较宽，当发生紧急情况需要刹车时，由于受力面积较大，从而使人受到的________较小，减轻对司机的伤害程度。
（4）下表是陆地方舟v5《驾驶守则》中的部分安全距离表格。
刹车前的车速v（km/h）
反应距离L（m）
刹车距离s（m）
停车距离x（m）
40
10
10
20
50
12．5
15
27．5
60
15
22．5
37．5
其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离。停车距离x为反应距离与刹车距离之和。刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。
①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为________m。
②汽车保持恒定功率5．0kW在平直路面上行驶时，其所受阻力大小为360N，则汽车匀速行驶的速度v=________km/h，这一速度所对应的停车距离为________m。
（5）对“v5百公里（100km）耗电量仅9度”的报道，请你根据该车的性能参数，通过必要的推理演算，论证其是否真实。
29.阅读短文，回答问题：
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器，它是利用感温磁钢（软磁体）的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的，这样可以限制煮饭过程中的最高温度.
感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化，其特性曲线如图甲所示.
磁钢限温器结构如图乙所示，它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成.感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑.感温磁钢与受热面固定在一起，受热面直接把热量传递给锅底.
煮饭时用手按下按钮开关，通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合，在吸力作用下永磁体不会落下，金属触点闭合，电路接通，加热元件开始发热.当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起.
（1）与铜导线相比，制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是；???????
A.电阻较大，熔点较低
B.电阻较大，熔点较高
C.电阻较小，熔点较低
D.电阻较小，熔点较高
（2）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢的磁性急剧减弱是在???????
；
A.按下按钮开关时
B.加热升温过程中
C.按钮开关跳起时
D.降温过程中
（3）煮饭时用手按按钮开关，杠杆AOC属于________杠杆；饭煮熟后，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，杠杆CBO属于________杠杆；
（4）永磁体落下时，感温磁钢的温度为________℃；永磁体下落过程中，感温磁钢对永磁体________（选填“有”或“没有”）磁力的作用.
（5）未按下按钮开关时，弹簧________（选填“有”或“没有”）弹性势能，弹簧片________（选填“有”或“没有”）弹性势能.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
A
【解析】【解答】解：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；发电机是利用电磁感应现象工作的．
故选A．
【分析】电动机和发电机的原理要区别清楚，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动工作的，而发电机是利用电磁感应现象工作的．
2.【答案】
C
【解析】【解答】解：A、该实验是奥斯特实验，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，是电流的磁效应，故A错误；
B、此图是电磁继电器的原理图：开关闭合后，电路中有电流，电磁铁吸引衔铁，是电流的磁效应；触电将电热器接通时，电热器产生热量，是电流的热效应；触点将电动机接通时，电动机转动，电能转化为机械能；故B错误；
C、开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，是发电机的制作原理，故C正确；
D、开关闭合后，电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的制作原理，故D错误．
故选C．
【分析】发电机原理是电磁感应现象，即闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，即发电机的原理图中没电源，有电源的实验装置图不是发电机．
3.【答案】
C
【解析】【分析】由图示可知当开关闭合时，导体中会产生电流，由于导体放在磁场中，故会受到磁场力而产生运动．
【解答】由图可知，当开关闭合后导体中有电流通过，则电流在磁场作用下会产生运动，改变电流的强弱及磁铁的磁性可发现导体运动情况不同，故该装置可研究通电导体在磁场中所受力的决定因素；
故选C．
【点评】本题考查通电导体在磁场中的运动，要注意区分电磁感应及通电导体在磁场中的运动，前者为因动而电，后者为因电则动．
4.【答案】
B
【解析】【解答】解：A、是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，不符合题意；
B、电路中有电源，通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，符合题意；
C、是奥斯特实验图，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，不符合题意；
D、是利用安培定则来判断通电螺线管的磁场，不符合题意。
故选B。
【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用．对每一个选项所揭示的原理或规律进行分析，可最终做出判断。
5.【答案】
B
【解析】【解答】解：A、此图是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故A错误；
B、此实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用，能够反映电动机的工作原理，故B正确；
C、此图是研究通电导线周围存在磁场的装置．故C错误；
D、此图研究的是通电螺线管的极性和电流方向之间的关系．故D错误．
故选B．
【分析】本题涉及的实验内容较多，解题时首先要弄清四个选项所研究的是哪些实验或现象，再进行判断．
6.【答案】
D
【解析】【解答】A．如果是自行车内部漏电，喇叭也不会响，故答案A错误；
B关闭并拔出自行车钥匙，说明已经切断了电源，故答案B错误；
C用力踩踏时，电动机就变成了“发电机”，从而实现“自发电”，不是发电机变成电动机，故答案C错误；
D用力踩踏时，电动机就变成了“发电机”，从而实现“自发电”，故答案D符合题意．
故选D．
【分析】
关闭电源，用力踩踏时，电动机就变成了“发电机”，从而实现“自发电”，它是利用电磁感应现象工作的．
7.【答案】
C
【解析】【分析】电动机是因通电而动，电能转化为机械能，其原理是通电导体在磁场中受力．
【解答】A、磁场对放入其中的磁体产生力的作用，这是磁体间的相互作用，故A错误；
B、各种通过电热来工作的用电器是利用了电流的热效应，故B错误；
C、通电导体在磁场中受力，这是电动机的原理，故C正确；
D、电磁感应现象是发电机的原理，故D错误．
故选C．
【点评】根据电磁感应现象原理工作的有发电机、动圈式话筒；根据通电导体在磁场中受力原理工作的有电动机、扬声器；根据电流的热效应原理工作的有电饭锅、电热毯等．
8.【答案】D
【解析】【解答】A．物理学家奥斯特进行甲图实验发现了电流的磁效应，该选项说法不正确；
B乙图描述的是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，是发电机的原理图，该选项说法不正确；
C丙图描述的是闭合电路的导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向都有关系，该选项说法不正确；
DK歌用的话筒工作原理是电磁感应，把声音的因此线圈的振动转化成强弱变化的电流，该选项说法正确．
故选D．
【分析】（1）奥斯特实验第一个证明了电流周围存在磁场，揭示了电和磁之间的联系；（2）电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，工作时把电能转化成机械能；（3）通电导体在磁场中受到力的作用，力方向与电流方向和磁场方向有关；（4）动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器，由此可知其工作原理是电磁感应现象．
9.【答案】
A
【解析】【解答】根据图示可知，甲中线圈电流方向相反，所以ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，又因为电流大小相同，所以受力大小也是相等的，故这两个力不是一对平衡力，所以线圈转动；乙中线圈处于平衡位置，线圈中无电流，不会受到磁场力的作用，故不会转动，故A正确，BCD均错误。故选A
【分析】直流电动机是根据通电导线在磁场中受力转动的原理制成的，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当线圈在平衡位置时，不受磁场力作用。
10.【答案】
A
【解析】【解答】A．摩托车装有排气管，电动摩托车的发动机是电动机，所以不需要装有排气管，故符合题意；
B．月球上没有空气，所以不能使用摩托车，但能使用电动摩托车，故该选项不符合题意；
C．摩托车行驶时会造成大气污染，电动摩托车行驶时不会造成大气污染，故该选项不符合题意；
D．摩托车行驶时将汽油的化学能最终转化为机械能，电动摩托车行驶时将电能转化为机械能，故该选项不符合题意．
故选A．
【分析】电动摩托车内部是电动机，即利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，消耗电能产生机械能，所以该车不会受是否有空气的影响，且基本上不会对大气造成污染；
摩托车的发动机是内燃机，需要消耗汽油，故其在工作时必须有空气，且最终将汽油的化学能转化成了机械能，对空气污染较为严重．
二、填空题
11.【答案】
使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向；增大线圈中电流；200
【解析】【解答】解：电动机能连续转动是利用了换向器使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向；使得线圈转速加快，可以增大线圈中电流；可以换用磁性更强的磁体．
洗衣机在额定电压下消耗的电能为W=kW?h=0.01kW?h，
由于洗衣机正常工作，则P额=P===0.2kW=200W．
故答案为：使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向；增大线圈中电流；200．
【分析】（1）电动机能连续转动是利用了换向器使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向；使得线圈转速加快，可以增大线圈中电流；可以换用磁性更强的磁体．
（2）利用电能表参数和闪烁次数求出消耗的电能，再根据功率公式求出功率．
12.【答案】
磁场；力；电动
【解析】【解答】解：据课本可知，给直导线通电，直导线周围产生了磁场；
如图所示，若直导线中有电流通过，其恰好处于磁场中，即此时会受力运动，即电动机就是利用该原理制成的．
故答案为：磁场；力；电动；
【分析】（1）据奥斯特实验可知，通电导线周围存在着磁场；（2）通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，利用该原理制成了电动机．
此题考查了电生磁、磁场对电流的力作用的知识点的理解和应用，是一道综合题．
13.【答案】
电流；磁场
【解析】【解答】解：通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁感线的方向有关．
故本题答案为：电流；磁场．
【分析】根据影响通电导体在磁场里受力方向的因素填写．
14.【答案】
磁场；电；机械
【解析】【解答】解：电动机的制成原理是：通电线圈在磁场中受力而转动的原理．工作时，消耗电能，得到动能，即工作时将电能转化成机械能．
故答案为：磁场；电；机械．
【分析】根据课本中有关电动机的基础知识可以得到此题的答案．
15.【答案】
通电导体在磁场中受到力的作用
；会
；并
【解析】【解答】解：（1）动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用；导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，只改变线圈中的电流方向，电动机的转动方向会发生改变．（2）电风扇、洗衣机、抽油烟机等家用电器工作时互不影响，它们是并联接入家庭电路的．
故答案为：通电导体在磁场中受到力的作用；会；并．
【分析】（1）电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的；导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关；（2）家庭电路中，各用电器都是并联的．
电与磁在实际应用过程中，需要分清“电生磁”和“磁生电”的区别．同时还要了解家庭电路中，各用电器都是并联的．
16.【答案】
磁场
；电动机
；改变
【解析】【解答】磁体周围有磁场。直导线通电时发生偏转，说明磁场对电流有力的作用，此装置可将电能转化为机械能，可利用这个原理制作电动机，导体中电流方向不同，受到力的方向也不同，只改变电流方向，直导线偏转方向改变。
故答案为：磁场；电动机；改变。
【分析】磁场对电流的作用：通电导线在磁场中要受到磁
力的作用。通电导体在磁场中受力方向：跟电流方向和磁感线方向有关。由电能转化为机械能。应用是制成电动机。
17.【答案】
力；左；左
【解析】【解答】闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到力的作用。若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab的运动方向与原来相反，即将向左运动；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab的运动方向与原来相反，即将向左运动。
【分析】（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，这是电动机的工作原理；
（2）通电导体在磁场中的运动方向受电流方向和磁场方向的影响。
18.【答案】
通电线圈在磁场中受力而转动(磁场对电流的作用、通电导体在磁场中受力而运动)
；2200??
；1.2×104?
；90.9%???
【解析】【解答】电动机是将电能转化为机械能的装置，是根据通电线圈在磁场中受力而转动(磁场对电流的作用、通电导体在磁场中受力而运动)的原理制成的。读题知U=220V,I=10A,R=2Ω，t=1min=60s,所以P=UI=220V×10A=2200W，电动机消耗的电能为W=Pt=2200W×60S=1.32×105J,电动机产生的热量为Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×60s=1.2×104J，这台电动机的效率为
【分析】电功率、电功、电热、电动机效率计算。
19.【答案】
强；快
【解析】【解答】（1）在控制电路部分，压敏电阻和电磁铁串联，当压敏电阻的阻值减小时，电流变大，电磁铁的磁性变强；
（2）衔铁接1时，电动机与电阻R1串联；衔铁接2时，短路电阻R1
，
只有电动机，此时电阻变小，电流变大，所以电动机的转速变快。
【分析】（1）电磁铁的磁性与通过电流的大小有关，电流越大，磁性越强；
（2）电动机的转速与电流的大小有关，电流越大，转速越大。
20.【答案】
力；相反；不在；在；相等；平衡；换向器
【解析】【解答】通电线圈的ab边和cd边的磁场里受到力的作用；在图(a)中线圈的ab边受力向上,cd边与ab边的电流方向相反,所以受力方向也相反,向下,这两个力方向相反,但不在同一直线上,线圈会发生转动。当转到图(b)所在位置时这两条边的受力方向仍相反，但在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力，线圈在此位置晃几下就停下来了，这个位置叫平衡位置。要使线圈在磁场中持续转动，就要使线圈转过平衡位置后，改变线圈中电流方向，所以在电动机中要安装有换向器。因线圈ab边和cd边中的电流方向相反，所以两个力方向相反，且不在同一直线上，所以线圈就转动起来。
【分析】明确电流的方向是：在电源的外部，电流从正极出发，回到负极；再根据通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的关系，可画出此时cd段导线受到磁场力的方向.
三、作图题
21.【答案】
解：
?
【解析】【分析】通电导线在磁场中受到的力称为安培力；通电导体在磁场中受力方向，可以利用左手定则进行判断．
22.【答案】
解：
?
【解析】【解答】通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次；与甲图相比，乙图中ab边受到的力是向上的，丙图中ab中电流的方向与乙图相反，所以丙图中ab受力方向向下，如下图：
?
?【分析】电动机的原理是：通电导线在磁场中受力的作用，其受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其受力的方向就会改变．
23.【答案】
如图所示
【解析】【解答】使滑动变阻器、单刀双掷开关、电动机串联连接，滑动变阻器改变电路中的电流，从而改变电动机的转速；单刀双掷开关与电路和电源连接，起到改变电流的方向来控制电动机的转向；电路图如图所示：
【分析】电动机的转速和电流的大小有关，以及电动机的转向和电流的方向有关。
四、实验探究题
24.【答案】
（1）物体排开液体体积
（2）重力势能
（3）⑥
【解析】【解答】解：（1）图①和②液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，可探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系；（2）图③和图④使用的是同一物体，从不同高度落下，研究的是重力势能与高度的关系；（3）⑤是电磁感应的实验，而根据电磁感应实验制成的是发电机；⑥是通电导体在磁场中受力的作用的实验，电动机是利用此原理制成的．
故答案为：（1）物体排开液体体积；（2）重力势能；（3）⑥．
【分析】（1）浮力的大小可能跟液体的密度、物体排开液体的体积、物体浸没到液体的深度有关，研究浮力大小的影响因素时，采用控制变量法．（2）探究重力势能与高度的关系时，必须保证物体的质量相等，改变高度．（3）电动机的原理﹣﹣通电线圈在磁场中能够转动；发电机原理﹣﹣电磁感应．
25.【答案】
（1）电动机
（2）额定压力
；额定压强
（3）13.64，200，0.5
【解析】【解答】（1）该题中已提示“清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出”，故需要消耗电能，即是利用电动机来工作的，其是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；（2）表中额定压力为5×106Pa，Pa（帕斯卡）是压强的单位，物理量与单位不一致，所以错误的是额定压力，应当改为额定压强；（3）由
得，
，10min需要水的体积：V=20L/min×10min=200L=0.2m3
．
由
得，需要水的质量为
，W=Pt=3000W×10×60s=1.8×106J=0.5kW?h=0.5度
【分析】电动机需要消耗电能，产生机械能，其是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；压力（力）的单位是牛顿，符号N，可见额定压力与单位不符；清洗机正常工作时，由铭牌知道清洗机的额定电压和额定功率，利用公式P=UI求清洗机正常工作时通过的电流；知道清洗时间、清洗机的额定流量，可求需要用水的体积；知道清洗时间和清洗机的电功率，利用公式W=Pt求消耗的电能。
26.【答案】
（1）通电线圈在磁场中受力而转动
（2）切断线圈中的电流；持续转动
（3）电流（或磁场）
（4）换新电池使电流增大；换用较强的磁场．
【解析】【解答】解：（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动；（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，线圈由于惯性转过另半圈，保证了线圈持续的转动下去；（3）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；（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，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等，可进行有针对性的偿试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置等．
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力而转动；（2）切断线圈中的电流；持续转动；（3）电流（或磁场）；（4）换新电池使电流增大；换用较强的磁场．
【分析】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；（2）该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；（3）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，因此要从这两方面入手考虑；（4）线圈不转动的原因可能是无电流、电流太弱、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置等．
五、综合题
27.【答案】
（1）通电导线在磁场中受力的作用；电；机械
（2）解：
其对地面的压力是G=m总g=（60kg×12+1180kg）×10N/kg=19000N，
对水平路面的压强P==1.9×105Pa．
（3）解：
消耗电能W电=Pt=4kW×0.5h=2kW?h=7.2×106J，
电动机对外做功W机=ηW电=80%×7.2×106J=5.76×106J，
（4）减少尾气污染、热污染、噪声污染等
【解析】【分析】（1）电动机即通电能动，故是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故再分析该过程中消耗了什么能，产生了什么能即可判断能量的转化；
（2）满载时对地面的压力等于乘客与空车的重力，接触面积已知，根据公式可求对水平路面的压强；
（3）根据公式W=Pt可求消耗的电能，由于电动车做匀速运动，故此时电动车所消耗的电能被有效利用的那一部分就是其克服阻力所做的功，即用电动机所消耗的电能乘以效率就是电动机克服阻力做的功；
（4）结合实际分析电动机与内燃机的相比时的优点即可．
28.【答案】
（1）A
（2）D
（3）压强
（4）17．5；50；27．5
（5）根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，W=Pt=7．5kW×100/70h=10．7kW?h＞9kW?h，因此“V5百里耗电量仅9度”的报道是不真实
【解析】【解答】（1）根据磁场对通电导体的作用制作了电动机，故选A；
（2）设电机的转速为n，船的行驶速度为v，
根据题意得：P电=k1n3
①（k为比例系数，下同）
游船匀速行驶时，获得的机械能P机械=F牵v=fv
②，
设效率为η，所以P机械=P电η，即fv=k1
n3η
③
而行驶速度与电机转速成正比，所以v=k2n
④
则转速n=v/k2⑤
把⑤代入③整理得f=k1nv2/k23=kv2（k1η/k23是一个定值，设为新的比例函数）由此说明阻力f与船速v的平方成正比，其关系为二次函数，图象为开口向上的抛物线，故选D；
（3）安全带做的宽度比较大，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，让司机系上时觉得舒服；
（4）①根据表中数据，当车速为40km/h，反应距离为10m，当车速为50km/h，反应距离为12．5m，当车速为60km/h，反应距离为15m，由此可知，当车速为70km/h，反应距离为17．5m，②由P=W/t=Fs/t=Fv，可得汽车匀速行驶的速度v=P/F=5×103W/360N=250/18m/s=50km/h，
由表中数据可知，这一速度所对应的停车距离为
27．5m．
（5）根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，W=Pt=7．5kW×100/70h=10．7kW?h＞9kW?h，因此“V5百里耗电量仅9度”的报道是不真实.
故答案为：（1）A；（2）D；（3）压强；（4）17.5；50；27.5；（5）不真实.
【分析】（1）电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的．
（2）由于在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，再由P=Fv=fv可知，所受阻力f与车速v的关系图线．
（3）压强与压力大小和受力面积的大小有关，减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力；
（4）①根据表中数据可知，速度每提高10km/h，反应距离就增大2.5m，可求得当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离；
②根据P=W/t=Fs/t=Fv，可求得汽车匀速行驶的速度；然后根据表中数据可知这一速度所对应的停车距离．
（5）根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，可得出结论．
29.【答案】
（1）B
（2）C
（3）费力；省力
（4）103；有
（5）有；有
【解析】【解答】（1）电饭锅加热元件，需要在高温下，并且需要放出较多的热量，根据焦耳定律可知需要较大的电阻，所以必须是电阻较大、熔点较高的材料，故选B；（2）感温磁钢的磁性受温度的影响，随温度升高，磁性减弱；在温度达到一定值时，其磁性急剧减弱，由于电磁铁受到的重力大于磁力和弹力之和，感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热.所以感温磁钢的磁性急剧减弱是在按钮开关跳起时，故选C；（3）煮饭时用手按按钮开关，动力作用在A处、阻力作用在C处，支点在O，所以动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；饭煮熟后，永磁体落下，动力作用在C处、阻力作用在B处，支点在O，所以动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；（4）当感温磁钢的温度达到一定值时，其磁性急剧减弱，使得产生的磁力小于重力，永磁体下落，由图甲可知这个温度值为103℃；在下落的过程中，永磁体有磁性，对感温磁钢还有磁力作用；（5）由题意可知，未按下按钮开关时，弹簧和弹簧片都处于形变状态，因此，它们都具有弹性势能。
故答案为：（1）B（2）C（3）费力；省力（4）103；有（5）有；有
【分析】本题考查学生对电学知识的综合应用能力。感温磁钢的磁性受温度的影响，随温度升高，磁性减弱。
三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1?????????(2)费力杠杆：L1F2。特点是费力，但省距离。（如钓鱼杠，理发剪刀等）
?????????(3)等臂杠杆：L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。（如：天平）