沪科版九年级全册物理 17.3科学探究电动机为什么转动 同步练习（含解析）

17.3科学探究:电动机为什么转动
同步练习
一．选择题
1．如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．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．将电源的正、负极对调
C．向左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
3．下列措施中，不能增大直流电动机线圈转速的是（　　）
A．换用磁性更强的磁体
B．换用电压更高的电源
C．将
N、S
极对调
D．增大线圈的匝数
4．一次家庭探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是（　　）
A．灯丝晃动是一种电磁感应现象
B．灯丝晃动是内能转化成了机械能
C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对电流的作用
5．在安装直流电动机模型的实验中，接好电路，合上开关后，发现电动机不转，若轻推一下线圈，电动机马上就转起来，刚开始时不转的原因可能是（　　）
A．磁铁的磁性不强
B．通过线圈的电流太小了
C．电动机线圈平面恰好处在平衡位置
D．电刷与换向器之间的摩擦太大了
6．一天夜晚，小明在台灯下玩蹄形磁铁，当靠得很近时，忽然发现灯丝不停地抖动。关于这种现象，下列分析不合理的是（　　）
A．灯丝抖动与电磁感应原理有关
B．电能转化为机械能
C．灯丝抖动与交流电有关
D．灯丝抖动与电动机原理类似
7．图甲是通电线圈在磁场中受到力的作用的示意图，图乙是图甲情景剖面图，?表示导线垂直纸面电流从纸外流向纸内，⊙表示导线垂直纸面电流从纸内流向纸外，现通电线圈转至丙位置，其正确的剖面图是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．要使直流电动机的转速加快，下列采取的措施不可靠是（　　）
A．增大线圈中的电流
B．更换电压较高的直流电源
C．将磁铁的两极对调
D．再增加一个磁铁，使该磁铁的磁场与原有的磁场方向一致
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。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．该电流表是利用电磁感应原理工作的
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，其所受磁场力就越大
10．一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示。现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下四次操作：
①a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是（　　）
A．①和③
B．②和④
C．①和④
D．②和③
二．填空题
11．直流电动机利用　
　的原理制成，把　
　能转化为　
　能。
12．通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟　
　的方向和　
　的方向都有关系。
13．两个磁体之间有力的作用，同名磁极相　
　；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　
　（填“纸里”或“纸外”）。
14．抽油烟机的核心部件是电动机，图中与电动机的工作原理相同的是　
　图（选填“甲”或“乙”）；抽油烟机工作时是利用气体流速大，压强　
　的原理把油烟抽到室外。
15．如图所示，一束电子自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到磁场力的作用，向纸面内偏转，若将两个磁极对调，则电子束将向　
　（选填“纸面内”或“纸面外”）偏转。
三．实验探究题
16．如图所示，当闭合开关时，会看到导体ab向左运动，说明了　
　。
（1）若转动磁体S极在上，再闭合开关，会看到导体ab向　
　运动，说明了　
　；
（2）若磁铁的N极在上，把电池的正负极对换，再闭合开关，会看到导体ab向　
　运动，说明了　
　。
17．如图所示的实验装置，在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
（1）接通电源，这时会看到导体ab向左运动，这表明　
　；
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，这表明　
　；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，会看到导体ab的运动方向跟原来　
　（选填“相同”或“相反”）。
18．同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是　
　（填选项“A”或“B”）。
A．两端全刮掉
B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）线圈在转动过程中　
　能转化为　
　能。
（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因　
　。
参考答案
一．选择题
1．解：电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的；
A、磁极间的相互作用，同名磁极相互排斥，故A不合题意；
B、奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，故B不合题意；
C、当导体在磁场中做切割磁感线运动时，检流计的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故C不合题意；
D、当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。
故选：D。
2．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、将电源正负极对调，电流方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；
C、向左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。
3．解：A、换用磁性更强的磁体可以增大线圈受力，故A可行；
B、增大电压后也可增大线圈中的电流，从而增大线圈受力，故B可行；
C、对调磁极只会将线圈受力反向不会改变线圈受力的大小，故C不可行；
D、增大线圈的匝数，线圈受力将增大，线圈转动的速度将变大，故D可行；
本题选不可行的，故选C。
4．解：有电流通过的灯丝置于磁场中晃动，体现了通电导体在磁场中受到力的作用。在这个过程中，是电能转化为机械能。
综上分析
故选：D。
5．解：A、若是磁铁的磁性不强，即线圈所受的磁场力小于摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项不符合题意；
B、若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项也不符合题意；
C、平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，故该选项正确；
D、若是电刷与换向器之间的摩擦太大，即磁场力不能克服摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项也是错误的。
故选：C。
6．解：
有电流通过的灯丝置于磁场中，发现灯丝在抖动，说明了通电导体在磁场中受到力的作用；在这个过程中，是电能转化为机械能，与电动机原理类似，且通过的电流为交流电，则灯丝运动的方向不断发生变化，故灯丝抖动，故BCD正确。
电磁感应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，是机械能转化为电能的过程，故A错误；
故选：A。
7．解：通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即其中任何一个因素改变，所受力的方向也会改变：
A、与乙图相比，磁场方向不变，ab、cd的电流方向改变，所以受力方向改变，故A错误；
B、与乙图相比，磁场方向不变，ab、cd的电流方向不改变，所以受力方向不改变，故B正确；
C、图中没有用换向器，所以ab的电流方向不可能改变，故C错误；
D、与乙图相比，磁场方向不变，ab、cd的电流方向不改变，所以受力方向不改变，故D错误。
故选：B。
8．解：通过电动机线圈的电流越大，电动机转动得越快，所以A措施可行；
增高电压，也可以增大通过电动机的电流，所以B也可行；
将磁铁的磁极对调，只是改变了线圈的受力方向，只能改变电动机的转动方向，所以C不可行；
增加一个磁铁，可以加大线圈的受力，所以D可行；
故选：C。
9．解：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A错误；
B．线圈中有电流通过时，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．电流越大，线圈受到的力越大，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，故D正确。
故选：D。
10．解：①若乙图中a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；
②若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；
③若乙a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；
④若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；
综合分析②③，故D正确。
故选：D。
二．填空题
11．解：直流电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成，其在工作时，消耗电能产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程。
故答案为：通电线圈在磁场中受力转动；电；机械。
12．解：通电导线在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向（磁场方向）都有关系。
故答案为：电流，磁感线（磁场）。
13．解：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。
故答案为：斥；磁场；纸外。
14．解：抽油烟机的核心部件是电动机，抽油烟机工作时消耗电能，产生机械能，是利用通电导体在磁场中受力而转动；
图甲中没有电源，是原理是电磁感应现象，图乙有电源，是利用通电导体在磁场中受力而转动，是电动机的原理图，所以与电动机的工作原理相同的是乙图；
由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，可知抽油烟机在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。
故答案为：乙；小。
15．解：通电导体受磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；
已知一束电子自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到磁场力的作用，向纸面内偏转；
当磁极对调后，电流方向没有改变，因此电子束偏转方向与原来应相反，即向纸面外偏转。
故答案为：纸面外。
三．实验探究题
16．解：当闭合开关时，会看到导体ab向左运动，即说明ab受到向左的力的作用，即说明通电导体在磁场中会受力的作用；
（1）若转动磁体S极在上，即只对调磁体的磁极，会观察到导体ab向右运动，即说明ab所受力的方向发生了改变，即说明：通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关；
（2）若磁铁的N极在上，把电池的正负极对换，即改变通过导体ab中的电流方向，所以会看到导体ab的运动方向跟原来相反即向右运动，说明通电导体在磁场中的受力作用方向与电流方向有关。
故答案为：通电导体在磁场中会受力的作用；（1）右；通电导体在磁场中的受力作用方向与磁场方向有关；（2）右；通电导体在磁场中的受力作用方向与电流方向有关。
17．解：（1）接通电源，这时会看到导体ab向左运动，即说明ab受到向左的力的作用，即说明通电导体在磁场中会受力的作用；
（2）只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，即说明ab所受力的方向发生了改变，即说明：通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，即等于改变了两个因素，所以会看到导体ab的运动方向跟原来相同；
故答案为：（1）通电导体在磁场中会受力的作用；
（2）通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关；
（3）相同；
18．解：（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，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，故选B。
（2）根据电动机的原理知，能转动的原因是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动，线圈在转动过程中消耗电能转化为机械能。
（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、轴所受阻力太大或开始线圈处在平衡位置。
故答案为：（1）B；（2）电；机械；（3）电源电压较低、轴所受阻力太大或开始线圈处在平衡位置。