第4节 电动机 同步练习（含答案）

第4节　电动机
知识点 1　磁场对通电导体的作用
1.如图A1-4-1所示的实验装置,可以验证 (　　)
图A1-4-1
A.通电导体周围是否存在磁场 B.磁极间相互作用规律
C.通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关 D.电磁铁的磁性与什么因素有关
2.通电导线的电流方向与磁感线方向平行时,导线不受磁场力的作用。通电导线在磁场中的受力方向与电流方向及　　　　　　　有关。只改变电流方向或只改变磁场方向,导线的受力方向改变;同时改变电流方向和磁场方向,导线的受力方向　　　　。?
知识点 2　磁体对通电线圈的作用
3.如图A1-4-2甲所示,通电线圈所在平面与磁场方向平行时,线圈发生　　　　。如图乙所示,通电线圈所在平面与磁场方向垂直时,线圈受力　　　　,这个位置是线圈的　　　　　　　。通电线圈转过平衡位置后,线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用,使它不能继续转动下去,而是返回到　　　　　　　。?
图A1-4-2
4.线圈abcd转动过程中经过图A1-4-3甲、乙所示位置时,导线ab所受磁场力的方向 (　　)
图A1-4-3
A.相反,由于磁场方向改变了
B.相反,由于流过ab的电流方向改变了
C.相同,由于磁场方向和流过ab的电流方向都改变了
D.相同,由于磁场方向和流过ab的电流方向都没改变
知识点 3　直流电动机的工作原理
5.[2019·杭州余杭区期末] 如图A1-4-4所示是　　　　　的工作原理图,部件“AB”是　　　,其作用是当线圈因惯性转过　　　　　　　时,立即改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈在磁场中继续转动下去。电动机工作时,把电能转化为　　　　　　。?
图A1-4-4
42348151911356.图A1-4-5为直流电动机的工作原理图,下列分析正确的是 (　　)
A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B.电动机通电后不转,一定是电路断路
C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的 图A1-4-5
7.如图A1-4-6所示,通电导体a、b固定不动,左磁体对a的作用力为Fa,右磁体对b的作用力为Fb,下列说法中正确的是 (　　)
图A1-4-6
8.在安装直流电动机模型的实验中,小杰同学按照科学教材的要求安装了一台如图A1-4-7所示的直流电动机模型。安装完毕,闭合开关后,线圈顺时针方向转动,则能使线圈逆时针方向转动的做法是 (　　)
图A1-4-7
A.减少一节电池
B.把电源两极和磁体的两极同时对调
C.增加一节电池
D.把电源两极对调
9. [2018·宁波改编] 我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。如图A1-4-8所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器的工作原理与图A1-4-9中设备或用电器的工作原理一致的是 (　　)
图A1-4-8
图A1-4-9
10.为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图A1-4-10所示)。他用回形针做成两个支架,分别与电源的两极相连,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,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
图A1-4-10
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是 (　　)
A.改变电流的方向
B.提高电源电压
C.增加线圈的匝数
D.同时改变磁场方向和电流方向
(2)开关闭合后,如果电动机不转,原因不可能是 (　　)
A.磁体磁性太弱 　
B.线圈处于平衡位置
C.通过线圈的电流太大 　
D.电源电压太低
(3)为了提高电动机转速,可采取的方法是　　　　　　　　　　(写出一条即可)。?
(4)小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是　 。?
11.研究电动机的工作过程。
图A1-4-11
(1)电动机的工作原理是　　　　　能在磁场中转动。图A1-4-11甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是　　　　　　　　。线圈从图示位置再转动　　　度后线圈将恰好到达平衡位置,并最终停在该位置。?
(2)图乙中的线圈可以持续转动,是因为它加装了　　　　　　,该装置能在线圈　　　　(填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,立即改变线圈中的电流方向。?
(3)如图丙所示的电动机模型中,调换模型中器件　　　　(填序号)的放置方向可以方便改变电动机的转动方向。通电后电动机模型的线圈不转动,用手拨一下,线圈就连续转动起来,则线圈不转动的原因是　 。?
自|我|提|升
12.小红发现教室的投影幕布有一个开关,通过其转换可以使幕布上升或下降。请教科学老师后她得知,电动机的旋转方向会随电流方向的改变而改变。于是她用单刀双掷开关及其他元件设计了如图A1-4-12所示的电路图,其中能通过开关的转换而改变电动机旋转方向的是 (　　)
图A1-4-12

教师详解详析
1.C
2.磁场方向　不变
3.转动　平衡　平衡位置　平衡位置
4.B　[解析] 图甲中ab的电流方向是由b到a;图乙中,磁场的方向没有改变,ab的电流方向是由a到b,故此时导线ab受力的方向改变。
5.直流电动机　换向器　平衡位置　机械能
6.A　
7.A　[解析] 通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向及电流方向有关。当磁场方向保持不变时,仅电流方向改变,则通电导体受力方向改变;当电流方向不变时,仅磁场方向改变,则通电导体受力方向改变;当电流方向与磁场方向同时发生改变时,通电导体受力方向与原来相同。A选项中,a导体与b导体所处磁场方向相同,但电流方向不同,因此Fa、Fb方向相反。
8.D　[解析] 直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关。
9.C　
10.(1)A　(2)C
(3)提高电源电压(或增加线圈的匝数,或换用强磁体)
(4)滑动变阻器
[解析] (1)通电线圈在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。提高电源的电压,增加线圈的匝数,只能改变线圈的转速,因此,可分别采用D项中的方法,但两者不能同时改变,否则转动方向不变。(2)在实验过程中,如果电动机不转,则可能的原因有电源电压太低,电流过小,磁体磁性太弱或线圈处于平衡位置等。因此,选项A、B、D皆有可能。(3)电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等都会影响电动机的转速,因此,为了提高转速,可采取的方法有提高电源电压、增加线圈的匝数、换用强磁体。(4)在实际应用中,改变电动机转速最简便的方法就是改变电流的大小,而改变电流大小最容易操作的就是利用滑动变阻器来实现,因此,若想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的器材是滑动变阻器。
11.(1)通电线圈　电流方向不同　90
(2)换向器　刚转过
(3)①　线圈处于平衡位置
[解析] (1)电动机的工作原理是通电线圈能在磁场中转动。线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关;图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,是因为两边框的电流方向不同。当线圈从图示位置再转动90°后,线圈将恰好到达平衡位置,此时受力平衡,最终会停在该位置。
(2)图乙中的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,它能在线圈刚转过平衡位置时,立即改变线圈中的电流方向。
(3)因为线圈的受力方向与电流方向和磁场方向有关,所以如图丙所示的电动机模型中,调换器件①的放置,即改变磁场的方向,可方便改变电动机的转动方向。线圈处于平衡位置,两边的受力刚好平衡,线圈没有转动的动力,处于静止状态,用手拨一下,使线圈偏离平衡位置,受力而转动。
12.C