北师大版九年级全册物理 14.6直流电动机 同步练习题（含解析）

14.6直流电动机
同步练习题
一．选择题
1．一个安装符合要求的直流电动机模型，合上开关后，电动机不转，若轻轻推一下转子，电动机马上就转起来，原来不转动的原因是（　　）
A．线圈平面与磁感线垂直
B．线圈平面与磁感线平行
C．换向器与线圈之间断路
D．磁极失去磁性
2．直流电动机工作时，线圈平面经过垂直磁感线的位置时（　　）
A．线圈受力平衡，速度为零
B．线圈受力平衡，速度不为零
C．线圈受力不平衡，速度为零
D．线圈受力不平衡，速度不为零
3．直流电动机的线圈能够持续转动，是通过（　　）
A．改变磁极的极性
B．改变线圈中的电流方向
C．同时改变磁极的极性和线圈中的电流方向
D．不改变磁极的磁性，也不改变线圈中的电流方向
4．下列哪个实验揭示了电动机的工作原理（　　）
A．
B．
C．
D．
5．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（　　）
A．改变电流大小
B．将磁体的N、S极对调
C．改变磁性强弱
D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
6．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
7．现代工具的使用会大大提高工作效率。如图是某品牌充电式电动螺丝刀，直流电动机内通过不同方向的电流，就可以实现正转和反转，即可以实现松螺丝或紧螺丝，调速器又可以实现转速的调节，下面的简易电路符合上述要求的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则它开始时不转的原因可能是（　　）
A．线圈内部短路
B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强或线圈中电流不够大
D．线圈正好处于平衡位置
9．如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，它们彼此绝缘，并随线圈一起顺时针转动，M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，以下说法正确的是（　　）
A．不能用石墨材料来制作电刷M、N
B．电流的方向始终由电刷N到电源“+”极
C．对调电源正、负极或对调磁极，线圈将逆时针转动
D．线圈中的电流为直流电
10．如图所示是用海浪发电的航标灯，利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后
再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电，那么（　　）
A．当海水下降时，K1开启，K2关闭
B．当海水上升时，K1关闭，K2开启
C．灯消耗的电能是空气的机械能转化来的
D．灯消耗的电能是海水的机械能转化来的
二．填空题
11．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。
12．如图所示，是泰微课“神奇的电动机”微视频中的一个情景，金属线框能连续转动是因为竖向的两段导线中电流方向　
　（选填“相同”或“相反”，下同），所处的磁场方向　
　，所受的力方向　
　且不在同一直线上的缘故。
13．如右图是一台直流电动机模型图。
（1）直流电动机是把电能转化为　
　能的机器，它是利用　
　能在磁场里转动的原理制成的。
（2）图中的EF表示　
　，它能使线圈一转过平衡位置后立即自动改变线圈中电流的方向，线圈就能不停地转动下去。
14．安装好直流电动机模型，闭合开关，模型电动机转动。调换电源的两极，线圈的转动方向　
　，换用新的电池，线圈的转速　
　（选填“改变”或“不改变”）
15．如图，是小华同学制作的“小小电动机”的实验装置图，要想使线圈的转动方向与原来的相反，可采用　
　或者　
　的方法。在没有换向器的情况下，为使线圈能持续转动，在制作电动机时采取的办法是，将线圈两端与支架接触部分的绝缘漆刮去半圈，这样电动机就可以利用线圈　
　持续转动下去。
三．实验探究题
16．如图甲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，当电路中只按有洗衣机并正常工作时，电能表的指示灯在3min内闪烁30次，消耗的电能为　
　kW?h，则该洗衣机的额定功率　
　W．（3000imp/（kW?h）表示消耗1千瓦时电能表指示灯闪烁3000次）
17．利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理，请你完成下列问题。
（1）通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上，请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示
意图；
（2）当线圈转过图乙所示位置时，通过改变　
　的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转
动至少半周；
（3）生产实际中，为使直流电动机的转子能持续不停地转动，在此结构的基础上主要是通过加装
　
　来实现的（填直流电动机的结构名称）。
18．学习电动机和发电机时，课本上安排了三个活动。
（1）图（甲）是观察磁场对通电线圈的作用的实验装置，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，会观察到线圈将　
　（能/不能）持续转动，原因是当线圈平面与磁感线　
　时，线圈受到磁场作用力相互平衡。
（2）图（乙）是自制简易电动机模型。刮漆部位及方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈转到平衡位置时，线圈中　
　（有/没有）电流，从而能够按原方向持续转动，因此这一部位就相当于直流电动机中的　
　
（填某一部件的名称）．通电后线圈能转动，如要加快转动速度，可采取的做法是：　
　（写出一种即可）。
（3）将图甲的装置改装成图丙所示的发电机，在风车持续转动时线圈中产生的是　
　
（直流/交流）电。
参考答案
一．选择题
1．解：A、线圈平面与磁感线垂直，线圈两边的受力刚好是一对平衡力。线圈就没有了继续转动的动力。处于静止状态。用手拨动线圈，使线圈偏离平衡位置，受力而转动。故A符合题意。
B、线圈平面与磁感线平行，线圈中轴线的左边和右边受力相反，线圈转动。故B不符合题意。
C、换向器与线圈之间断路，当用手拨动线圈，线圈中不会有电流，线圈不会转动。故C不符合题意。
D、若磁极失去磁性，通电线圈不能受到磁场力的作用，不会转动，故D不符合题意。
故选：A。
2．解：线圈经过垂直磁感线的位置时，线圈两边所受的力大小相等、方向相反，且在一条直线上，故受平衡力的作用。但线圈由于具有惯性要继续转动，所以速度不为零。故B正确。
故选：B。
3．解：当线圈刚刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向，在磁场方向不变时，从而改变线圈的受力方向，使线圈能连续转动下去。
故选：B。
4．解：电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；
A、该装置是奥斯特实验，表明通电导线周围有磁场，故A不符合题意；
B、该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，是电流的磁效应，故B不符合题意；
C、该装置有电源，是电动机原理图，表明通电的导体在磁场中受力的作用，故C符合题意；
D、该装置没有电源，是发电机原理图，其原理是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选：C。
5．解：
AC、电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故AC错误。
BD、要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变；故B正确、D错误；
故选：B。
6．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。
7．解：A、使调速器、单刀单掷开关、电动机串联连接，调速器改变电路中的电流，从而改变电动机的转速，但不能改变转动方向，故A错误；
B、使调速器、电动机并联，调速器改变不能改变电动机中的电流，不能改变电动机的转速，也不能改变转动方向，故B错误；
CD、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；C中的单刀双掷开关不能改变电流方向，D能改变电流方向，故D正确。
故选：D。
8．解：由题意知电动机是在用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，说明电动机不转时，正好线圈处于了平衡位置。
故选：D。
9．解：A、电刷跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，所以电刷应用导体来制作，石墨是导体，故可用石墨做电刷。故A错误。
B、电源外部电流的方向是从电源正极经过用电器回到电源的负极，所以如图直流电动机中电流方向始终由电源“+”极流向电刷N．故B错误。
C、通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向导体受力方向改变，所以只对调电源正、负极或对调磁极，线圈转动方向将改为逆时针转动。故C正确。
D、对于直流电动机，即只能用直流电源来供电，所以线圈的外部电流的方向是不变；而电动机能持续的转动下去，即线圈中的电流必须在线圈转过平衡位置后就需要通过换向器改变一次方向，所以线圈中的电流方向是变化的。故D错误。
故选：C。
10．解：海水下降时，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室；
海水上升时，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室。
整个过程是海水推动活塞做功，将海水的机械能转化成了电能。
故选：D。
二．填空题
11．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。
12．解：由图知：金属线框竖向的两段导线中电流方向均向下即相同，所处的磁场方向相反，因为通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场有关，在电流方向相同时，磁场方向改变，受力方向也改变，且所受的力不在同一直线上的，这样金属线框就能连续转动。
故答案为：相同；相反；相反。
13．解：
（1）直流电动机是利用通电线圈在磁场中要受到力的作用而转动的原理制成的，它工作时，把电能转化为机械能。
（2）在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，故EF为换向器；它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。
故答案为：（1）机械；通电线圈；（2）换向器。
14．解：当调换电源两极时，线圈中电流方向发生变化，所以线圈的受力方向改变，所以线圈的转动方向改变。
若换用新的电池，由于新电池的电压比较高，所以通过电动机的电流会增大，使线圈受力变大，所以转速会变快。
故答案为：改变；改变。
15．解：通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动，如果要使转动方向相反，根据影响受力的两个因素，可以改变电流方向，或改变磁场方向。
线圈转过半圈后受力方向与运动方向相反，这样将使线圈停下来，故电动机采用改变电流方向的方法，使电机继续转动，而本实验中电流无法改变方向，故可以让线圈在转过半圈时不再通电，则电机可靠惯性前进，当再转半周时，可以加上电流，电流的受力方向与运动方向相同，即可继续转动。故我们可以采取保留一半绝缘层的方式让线圈不通电。
故答案为：改变电流方向（或调换电源的正负极）；改变磁场的方向（或调换磁极）；惯性。
三．实验探究题
16．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；0.01；200。
17．解：（1）由于电流从电源的正极出发，故此时图1中ab的电流方向是由a到b；在图3中，由于电流的方向和磁场的方向均没有改变，故此时线圈所受力的方向仍不变，即力的方向仍是向上的，如图所示：
（2）据图乙能看出，再向下转动，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈中的受力方向，所以可以通过改变线圈中
的电流方向使得线圈持续顺时针转动至少半圈；
（3）直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）见上图；（2）电流方向；（3）换向器。
18．解：（1）将线圈两端的漆全部刮去后，没有了换向器，不能改变线圈中的电流方向，就不能改变线圈的受力方向，所以闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置、不能持续转动；这个位置物理学中称为平衡位置，它是线圈平面与磁感线垂直的位置。
（2）漆是绝缘体，按图中方法刮漆，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；
通电后线圈中的电流越大，磁场越强，线圈在磁场中受磁力越大，转动越快，所以如要加快转动速度，可采取的做法是：增大电流或增强磁场；
（3）将图甲的装置改装成图丙所示的发电机，线圈旋转时，做切割磁感线运动，产生感应电流，且电流方向发生周期性改变，属于交流电。
故答案为：（1）不能；垂直；（2）没有；换向器；增大电流（或增强磁场）；（4）交流。