人教版九年级全一册物理 20.4电动机 同步练习（含解析）

20.4电动机
同步练习
一．选择题
1．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向右移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
2．如图，是一款电动平衡车，四幅图中，能反映平衡车中电动机工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．不久的将来，我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到磁场强大的作用力，以推动弹射车和舰载机向前运动，获得较大的起飞速度，下图中与电磁弹射器原理相似的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．在一次电与磁的探究活动中，小梦同学将一个铜线圈放在U形磁铁中间，如图所示，线圈通电后他惊讶地发现线圈转动了，关于这种现象，下列说法正确的是（　　）
A．线圈转动是因为磁铁的吸引
B．线圈转动是磁场对电流的作用
C．利用该现象原理可制成发电机
D．通电电流越大线圈转动的越慢
5．如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（　　）
A．将电源正负极对调下
B．增加电源电压
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
6．如图示为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当与接通电路）。下列有关说法错误的是（　　）
A．启动后通电螺线管产生磁性
B．启动后通电螺线管F端的磁极为N级
C．电动机是利用电磁感应原理制成的
D．工作时通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同
7．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
8．如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大，关于该现象，下列说法中正确的是（　　）
A．发电机的原理与该表的工作原理相同
B．电流表中的线圈可以用超导体材料制作
C．该装置中没有磁体，通电后指针依然能偏转
D．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
9．如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
10．如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（　　）
A．直流电动机的原理是电磁感应
B．电动机通电后不转，可能是线圈刚好处在平衡位置
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈刚转到平衡位置时，换向器自动改变电路中电流方向
二．填空题
11．如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来，说明有电能转化为　
　能。若只改变电路中电流的方向，AB的运动方向将　
　（选填“改变”或“不改变”）。
12．如图所示，粗糙的金属支架竖直固定在木板上，并跟电源、开关连接。用手拿着铝棒AB放在金属支架里侧，跟支架紧密接触，整个装置处于竖直向下的磁场中。闭合开关，放手后铝棒AB正好向下匀速运动，此时AB受到的磁场力向　
　（选填“里”或“外”），你判断的依据是　
　。
13．小明从资料中得知家庭中用电器通过的是交流电，也就是电流的大小和方向周期性发生改变。一次探究活动中小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间（如图），惊讶地发现了灯丝在晃动，对于这种现象你的解释是　
　。在电磁继电器、动圈式麦克风和电流表中，工作原理与该实验中的原理一致的是　
　。
14．如图所示，铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，这是因为受到了　
　对它的作用力，若改变电流方向，通电后铝棒将向　
　侧摆动，若铝棒中的电流变大，铝棒的摆动幅度将变　
　。
15．如图甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，若一电子沿图乙所示的方向运动，该电子受到向　
　（选填“左”或“右”）的力，理由是　
　
三．实验探究题
16．如图所示，将两根水平平行的铜丝制成的轨道垂直置于蹄形磁体的磁场中，用导线将两根轨道的右端分别与电源的两极连接，在轨道上垂直于轨道放置一根细铜棒，使铜棒与轨道接触良好，然后进行如下实验：闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向，断开开关后将铜棒放回原来的位置；把电源的正负极对调后接入电路，闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向。
（1）实验中探究的科学问题是　
　。
（2）该实验现象可以说明　
　（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理。
17．探究磁场对电流的作用：
实验过程
①如图，闭合开关，导体ab向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用：将电源的正负极对调后，闭合开关，导体ab向左运动。这说明导体的受力方向与　
　方向有关。
应用
②据此制成了　
　
18．在研究“磁场对通电导体（电流）有力的作用”实验中。
（1）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　
　（选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）；若在a、b之间接入　
　（选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）可研究“电磁感应现象”。
（2）如图乙、丙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的（也称匀强磁场）。
①图乙中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力　
　（选填“是”或“不是”）一对平衡力。
②图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了　
　，该装置能使线圈平面刚处于　
　（选填“平行磁感线”“垂直磁感线”或“任一”）位置时，自动改变线圈中的电流方向。
参考答案
一．选择题
1．解：
A、换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误；
B、将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；
C、向右移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误；
D、将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误；
故选：B。
2．解：电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动原理制成的。
A、此图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故A符合题意；
B、图中有电源，此实验研究的是通电线圈在磁场中受力转动的，能够反映电动机的工作原理，故B符合题意；
C、此图没有电源，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意；
D、此图为电磁继电器的原理图，是根据电流的磁效应制成的，故D不符合题意。
故选：B。
3．解：
由题意可知，电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、电磁铁通电后具有磁性，使小磁针发生偏转，这是电流的磁效应，故A错误；
B、图中有电源，属于电动机原理，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故B正确；
C、该装置中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，是探究电磁感应现象的装置，故C错误；
D、该装置为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故D错误。
故选：B。
4．解：
ABC、将一个铜线圈放在U形磁铁中间，线圈通电后他惊讶地发现线圈转动了，这表明通电的线圈在磁场中受到了力的作用，即磁场对电流有力的作用，利用该原理制成了电动机；故B正确，AC错误；
D、通电的线圈在磁场中受力大小与电流大小有关，电流越大，受到的磁力就越大，转动的就越快，故D错误；
故选：B。
5．解：
A、闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，就要改变线圈的受力方向，即改变电流方向或改变磁场方向。将电源正负极对调，就可以改变电流方向，故A符合题意；
B、增加电源电压，只能增大电流改变线圈的转速，而不能改变转动方向，故B不合题意；
C、换用磁性更强的磁铁，只能改变线圈的转速，而不能改变线圈的转动方向，故C不合题意；
D、对调磁极同时改变电流方向，那么线圈的受力方向与原来相同，故D不合题意。
故选：A。
6．解：A、当接通电路时，线圈中有电流，通电螺线管产生磁场，具有磁性，故A正确；
B、当接通电路时，通电螺线管电流从上端流入，下端流出，利用安培定则可以判断E端为S极，F端为N极，故B正确；
C、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C错误；
D、由图可知通电线圈电压由一个电源提供，而电动机的电压由两个电源串联提供，因此两者电压不同，故D正确。
故选：C。
7．解：如图磁场方向相同，电流方向相同，通电导体的受力方向相同，
abfe段和bcde段并联的电源上，所以ab电流向下、ef电流向上、cb电流向上、de电流向下，
ab和ed电流方向相同，受到磁场作用力方向相同，
ef和cb电流方向相同，受到磁场作用力方向相同。
故选：B。
8．解：A、通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，发电机是利用电磁感应原理制成的，工作原理不同；故A错误；
B、电流表中的线圈可以用超导体材料制成；故B正确；
C、该装置中如果没有磁体，通电线圈不会受到磁力作用，指针不会偏转；故C错误；
D、线圈中有电流通过时，消耗电能，得到机械能和内能，是电能转化为机械能和内能；故D错误。
故选：B。
9．解：
由题知，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，即电流表是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的。
A、图中导体通电后，会在磁场中受力而运动，与电流表的工作原理相同；
B、该图是奥斯特实验，与电流表的工作原理不相同；
C、该图是研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理不相同；
D、该图是研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理不相同。
故选：A。
10．解：A、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，故A错误；
B、电动机通电后不转，可能是线圈处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用，故B正确；
C、电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，但也有少部分转化为内能，故C错误；
D、换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，故D错误。
故选：B。
二．填空题
11．解：（1）通电导体在磁场中受力运动时，将电能转化为机械能；
（2）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，保持磁场方向不变，只改变导体中电流方向，则导体的受力方向即运动方向也会改变。
故答案为：机械；改变。
12．解：闭合开关，放手后铝棒AB正好向下匀速运动，在AB受力平衡，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用，由于摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以AB对支架有向外的压力；即AB受到的磁场力的方向是向外的。
故答案为：外；AB向下匀速运动，则受到向上的摩擦力，AB对支架有向外的压力。
13．解：通电的灯丝在U形磁体中发生了晃动，这表明通电导体在磁场中受到力的作用；
电磁继电器利用的是电流的磁效应；动圈式麦克风利用的是电磁感应现象；电流表通电后，指针在磁场中受到力的作用，与灯丝晃动的原理是相同的。
故答案为：通电导体在磁场中受到力的作用；电流表。
14．解：铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，这是因为受到了磁场对它的作用力；
力的方向与磁场方向及电流方向有关；若改变电流方向，通电后铝棒受力方向改变，将向右侧摆动；
若铝棒中的电流变大，铝棒受力变大，摆动幅度将变大。
故答案为：磁场；右；大。
15．解：
电子带负电，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由图可知，电子向上运动，则电流的方向是向下的；与甲图对比可知，磁场方向不变，而电流方向相反，所以电子受到力的方向为向右。
故答案为：右；电子定向移动形成电流，电子定向移动的方向与电流的方向相反，与甲图对比可知，电流方向相反，磁场方向不变，则受力方向改变。
三．实验探究题
16．解：
（1）由题意可知，闭合开关接通电源，观察细铜棒的运动方向，断开开关后将铜棒放回原来的位置；这说明通电导体在磁场中受到力的作用；
把电源的正负极对调后接入电路，闭合开关接通电源，电流的方向发生了变化，观察细铜棒的运动方向，所以探究的问题是：在磁场中的通电导体受到的磁场力方向跟导体中的电流方向是否有关；
（2）通电导体在磁场中受到力的作用，据此原理制成了电动机。
故答案为：（1）在磁场中的通电导体受到的磁场力方向跟导体中的电流方向是否有关；（2）电动机。
17．解：将电源的正负极对调后，导体中的电流方向改变，导体ab运动方向改变，这说明通电导体的受力方向与电流方向有关。
通电导体在磁场中受力运动，电能转化为机械能，据此制成了电动机。
故答案为：电流；电动机。
18．解：
（1）因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图甲可知缺少一个电源，因此利用如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；
电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象，将机械能转化为电能，不需要电源；为了实验现象明显，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，而不选用灯泡，故选用灵敏电流表；
（2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上；
②图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器。当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
故答案为：（1）电源；灵敏电流计；
（2）①不是；②换向器；垂直磁感线。