20.4《电动机》—人教版九年级物理同步练习（解析版）

20.4《电动机》—人教版九年级物理同步练习
一、单选题
1.如图所示的四个实验，能反映电动机工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
2.为了保证直流电动机朝一个方向转动，能自动完成这一任务的是（ ）
A. 继电器 B. 电刷 C. 变阻器 D. 换向器
3.电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛地应用在各种家用电器中。下列家用电器中应用了电动机的是（ ）
A. 洗衣机 B. 电饭锅 C. 电热水壶 D. 电热毯
4.小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。接通(电池)电源，闭合开关后，发现线圈顺时针方向转动，若要使线圈逆时针方向转动，正确的做法是（ ）
A. 减小一节电池 B. 同时对调磁铁和电源的两极
C. 增加一节电池 D. 把电源两极对调
5.通电直导线在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向、电流方向都垂直，磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；将左手放入磁场让磁感线从手心垂直穿过，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线所受磁场力的方向，如图甲所示。如图乙某区域内存在竖直向下的磁场，一个带负电的粒子某时刻的运动方向水平向右，则此时该粒子所受磁场力方向为（ ）
A. 水平向右 B. 水平向左
C. 垂直于纸面向里 D. 垂直于纸面向外
6.关于直流电动机，下列叙述正确的是（ ）
A. 直流电动机的原理是电流的磁效应
B. 直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能
C. 直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
D. 电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
7.如图所示，动圈式扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成。当线圈中有电流通过时，处在磁场中的线圈会受到力的作用而带动纸盆振动产生声音，如图所示的实验中，与动圈式扬声器工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
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。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是（ ）
A. 该电流表的工作原理与电动机工作原理相同
B. 线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C. 改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D. 线圈中电流越大，线圈所受磁场力就越小
二、填空题
9.电动机由两部分组成：能够转动的部分叫做________，固定不动的部分叫做________。
10.如图所示的图______能说明直流电动机的工作原理(选填“甲”或“乙”)。一台直流电动机正常工作时，通过线圈的电流为5A，若此线圈的电阻为2Ω，那么这台电动机线圈1min内产生的热量是______J。
11.如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为______(选填“a→b“或“b→a”)，ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，请在图中画出此时cd段导线受到的磁场力F2；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向______。
三、实验探究题
12.利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
(1)应在M、N之间接入______(选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”)，装置中的导体棒应选用轻质的______(选填“铁棒”或“铝棒”)；
(2)在正确完成(1)的操作后，闭在合开关，发现导体棒AB在磁场力作用下向左运动，若要使导体棒AB在磁场力作用下向右运动，你采取的方法是______或______；
(3)如图乙中，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。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是______，这两个力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力，理由是______；
(4)小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中(如图丙所示)。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。线圈处于平衡位置时，线圈平面与磁感线______(选填“平行”或“垂直”)；为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是______。
13.在研究“磁场对通电导体的作用”的实验中：
(1)如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，利用此现象原理人们制成了______(选填“电动机”或“发电机”)。
(2)改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第______(填实验序号)次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关；分析第1与3或2与4次数据可知______。
(3)如图乙所示，闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，此时金属杆ab______(选填“会”或“不会”)受到力的作用。
实验序号
1
2
3
4
磁场方向
向下
向上
向下
向上
电流方向
b→a
b→a
a→b
a→b
Ab运动方向
右
左
左
右
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、验电器的工作原理：同种电荷相互排斥，故A错误。
B、异名磁极相互吸引，故B错误。
C、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，这是发电机的工作原理，故C错误。
D、通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理图，故D正确。
故选：D。
电动机工作原理：通电导体在磁场中受力而运动，找出和电动机工作原理相同的即可。
本题考查了验电器的工作原理、磁极间的作用、电磁感应、通电导体在磁场中受力而运动等知识点，电动机和发电机的工作原理图出现的频率很高，一定要熟练掌握。
2.【答案】D
【解析】
本题考查直流电动机的知识，知道电动机转动方向与电流方向、磁场方向的关系以及使线圈持续转动的方法是本题的解题关键。
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，在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。
【解答】
直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，为了使线圈能持续的转动下去，在输入电流时利用换向器来改变线圈中的电流方向，从而改变它两边的受力方向，即促使线圈连续转动。
故选：D。
3.【答案】A
【解析】解：洗衣机通电时，滚筒会发生转动，表明洗衣机内部有电动机，所以洗衣机应用了电动机；
电饭锅、电热水壶、电热毯通电时，电能转化为热，它们是利用了电流的热效应。
故选：A。
电动机的工作特点是通电以后，电动机的转子会发生转动。所以要判断哪个用电器应用了电动机，就看哪个用电器通电以后，会发生转动。
电动机工作时的能量转化是电能转化为机械能，电热器工作时的能量转化是电能转化为热能，它们的能量转化截然不同，比较容易辨别。
4.【答案】D
【解析】解：电动机的工作原理是利用通电线圈在磁场中受力转动。线圈的转动方向和电流方向以及磁场的方向有关，与电压的大小无关，故AC错误；
改变电流方向或者改变磁场方向都可以改变线圈的转动方向，但若电流方向和磁场方向都发生改变，线圈的转动方向是不变的。故B错误，D正确；
故选：D。
电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动速度与电流大小和磁场强弱有关；电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。
此题考查了电动机的工作原理和影响电动机线圈转动方向的因素，我们平时复习时对于影响线圈转动方向的因素说的比较少，需要引起注意。
5.【答案】D
【解析】解：
由图知，电子水平向右运动，因电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电流的方向是水平向左的；
根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向(即水平向左)，大拇指所指的方向为磁场力的方向，所以此时该粒子所受磁场力方向为垂直于纸面向外，故D正确。
故选：D。
根据左手定则来判断即可，将左手放入磁场让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是导线受到磁场力的方向。
解答本题的关键是理解和应用左手定则，还需要知道电子定向移动的方向与电流的方向相反。
6.【答案】C
【解析】解：A、直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；
B、直流电动机正常工作时，是将电能转化为机械能，故B错误；
C、直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的，故C正确；
D、电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变，故D错误。
故选：C。
(1)直流电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的；
(2)直流电动机正常工作时，通电线圈在磁场中受力能够转动，是将电能转化为机械能；
(3)换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的；
(4)电动机的转动方向跟磁场方向、电流方向有关，当改变其中的一个方向时，其转动的方向改变，当两个方向都改变时，转动方向不改变。
此题主要考查的是学生对电动机的原理、能量转化、转动方向的影响因素的了解和掌握，基础性题目。
7.【答案】D
【解析】解：A、该图是奥斯特实验，即通电导体周围存在磁场；故A不合题意；
B、该图是电磁感应原理，即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生电流的现象；故B不合题意；
C、该图是探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；故C不合题意；
D、该图是电动机的原理图，即通电导体在磁场中受力运动；故D符合题意。
故选：D。
扬声器是利用通电线圈在磁场中要受到力的作用工作的。
扬声器是通电线圈在磁场中受力而运动的原理工作的。扬声器的原理和电动机的原理是相同的，动圈式话筒和发电机的原理是相同的。
8.【答案】A
【解析】
本题考查了电流表的工作原理，首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转；通电导线周围有磁场。
在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。
【解答】
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，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
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，故与电动机工作原理相同，故A正确；
B.线圈中有电流通过时，把电能转化为机械能，故B错误；
C.改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变；故C错误；
D.通电导线周围有磁场，电流越大，线圈周围的磁场越强，线圈所受磁场力就越大，故D错误。
故选A。
9.【答案】转子；定子
【解析】
本题考查了学生对电动机相关知识的掌握情况，属于基础知识的考查，识记性内容，比较简单。
电动机主要是由定子和转子两部分组成，它是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
【解答】
电动机由能够转动的转子和固定不动的定子组成，工作时把电能转化成机械能。
故答案为：转子；定子。
10.【答案】甲? 3000
【解析】解：
直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，如图甲所示，图乙是发电机原理；
电动机正常工作1min，线圈电阻所产生的热量是：
Q=I2Rt=(5A)2×2Ω×60s=3000J。
故答案为：甲；3000。
(1)线圈通电后在磁场中受力转动，这就是电动机的制成原理；
(2)电动机正常工作时消耗的电能和线圈电阻产生的热量是不相等的，对于其消耗的电能用公式W=UIt计算，而工作时线圈电阻产生热量，据公式Q=I2Rt计算。
本题考查直流电动机的工作原理，电动机工作时消耗的电能以及线圈电阻产生热量的计算，关键是电动机所在电路不是纯电阻电路，除电动机工作外线圈还产生热量。
11.【答案】a→b? 竖直向下
【解析】解：当K与1接通时，根据电源可知，ab段导线中电流方向为a→b。
图中cd的电流的方向是从c到d，与ab的电流方向相反，所以受到的力的方向是竖直向下的；
；
当K改为与2接通时，ab段导线中的电流方向改变，则受到的力的方向也会发生变化，即竖直向下。
故答案为：a→b；如上图；竖直向下。
在电源外部，电流从电源正极流出，最后回到电源的负极；根据通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向的关系，可画出此时cd段导线受到磁场力的方向，还可判断K改为与2接通时，ab段导线受磁场力的方向。
该题考查了通电导线在磁场中受力方向的影响因素，有一定的综合性，难易程度适中。
12.【答案】(1)电源；铝棒；(2)改变电流的方向；改变磁场的方向；(3)竖直向上；不是；两个力的方向不在同一直线；(4)垂直；将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。
【解析】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；
探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而是铝棒；
(2)通电导体在磁场受力而转动，转动方向改变与电流的方向和磁感线的方向有关，故若要使导体棒AB在磁场力作用下向右运动，可以改变电流的方向或改变磁场的方向；
(3)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。
(4)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，此时线圈处于平衡位置；
为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周；
按这种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈由于惯性能够按原方向持续转动，所以此这一部位就相当于直流电动机中的换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，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；铝棒；(2)改变电流的方向；改变磁场的方向；(3)竖直向上；不是；两个力的方向不在同一直线；(4)垂直；将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。
(1)电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，根据磁体能够吸引磁性材料，说明验证通电导体在磁场中受力运动时，导体棒不能为磁性材料；
(2)通电导体在磁场受力而转动，转动方向改变与电流的方向和磁感线的方向有关；
(3)二力平衡的条件是同物、等大、反向、共线，据此判断；
(4)平衡位置，它是线圈平面与磁感线垂直的位置；
为了使线圈能持续转动，将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。
此题属于电磁学中比较复杂的题目，考查内容较多，主要考查了电动机的原理，考查较全面，应重点掌握。
13.【答案】电动机? 1与2(或3与4)? 通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关? 会
【解析】解：(1)如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，通过ab有电流，观察到金属杆ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受到力的作用，人们根据这个原理制成了电动机；
(2)探究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关时，需要控制电流方向相同，磁场方向不同，故需要对比第1与2或3与4次数据；
分析第1与3或2与4次数据可知，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不变，则表明通电金属杆在磁场中受力方向与电流方向有关；
(3)如图乙所示，闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，则cd中有电流通过，ab中也有电流，ab相当于通电导体，在磁场中会受到力的作用。
故答案为：(1)电动机；(2)1?与?2(或?3?与?4)；通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关；(3)会。
(1)通电导体在磁场中受到力的作用；
(2)通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流的方向有关；根据控制变量法得出答案；
(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流。
本题考查了电磁感应现象、通电导线在磁场中的受力情况，是一道基础题。