1.4电动机 同步练习（含解析）

电动机
一、单选题
1.在图中，a表示垂直于纸面的一根通电导体，其中通以电流时在磁场中受到力的作用。（ 表示导体中电流方向垂直纸面向里， 表示电流方向垂直纸面向外）参照甲图所示情况，导体a受到向左作用力的是（ ??）
A.?????????????????????????????B.?????????????????????????????C.?
2.如图是一种电流表的内部构造图，线圈通电后就会受力转动，使指针发生偏转而显示电流值。下列四幅装置图，其中工作原理相同的是（ ）
A.?
???????????B.?
???????????C.?
???????????D.?
3.超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗目的，下列设备与这种安检门的工作原理相同的是( ???)
A.?发电机????????????????????????????????B.?电动机????????????????????????????????C.?汽油机????????????????????????????????D.?柴油机
4.在物理学中，用⊕表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，选项的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（?? ）

A.???????????????????B.???????????????????C.???????????????????D.?
5.如图所示，干电池底部吸有强磁铁(可导电)，在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（?? ）
A.?只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B.?只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C.?线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D.?线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
6.图是公交车自动爆玻器，自动爆玻器就相当于一个安全锤，它是利用通电导体在磁场中受力转动，从而带动钨钢头击打车窗玻璃，以实现击碎玻璃的目的。下图能表示自动爆玻器工作原理的是（??? ）

A.????????B.????????C.????????D.?
7.如图所示为直流电动机的工作原理，以下相关的分析中正确的是（?? ）
A.?电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B.?电动机工作过程中，线圈中也会产生感应电流
C.?电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变4次
D.?电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好
8.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
9.下列4个实验所揭示的原理能直接推动发电机发明的是（??? ）
A.?????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????D.?
10.如图所示，导体棒 ab 向右运动，下列操作能使导体棒向左运动的是(??? )
?
A.?调换磁极?????????B.?取走一节干电池?????????C.?将导体棒 a、b 端对调?????????D.?向左移动滑动变阻器滑片
11.如图是“混合动力汽车”原理结构的示意图，该车行驶过程中把电能转化为机械能的部件是(?? )
A.?汽油发动机???????????????????????????????B.?电池???????????????????????????????C.?发电机???????????????????????????????D.?电动机
12.通电线圈在磁场中会转动，但摆动几下后停在某一位置，这个位置是(?? )

A.?? 不受磁场力的位置????????????????????????????????????????????B.?? 受平衡力的位置
C.?? 电路中无电流的位置?????????????????????????????????????????D.?? 线圈所在平面与磁感线平行的位置
13.如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要使线圈逆时针转动，下列方法中可行的是(?? )
A.?只改变电流大小?????B.?只改变电流方向?????C.?对换磁极同时改变电流方向?????D.?换用磁性更强的磁铁
14.小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能（ ???）
A.?直流电动机的铜半环与电刷接触不良??????????????????B.?电源电压太低
C.?线圈刚好处于平衡位置???????????????????????????????????????D.?线圈中的电流太小
15.江涛用如图所示的实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动．要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（ ???）
A.?将A，B两端对调????????????????????????????????????????????????B.?换用磁性更强的蹄形磁体
C.?将蹄形磁体的N、S极对调??????????????????????????????????D.?将滑动变阻器的滑片P向右移动?
16.小金设计了一个如图所示的线圈指南针，将它放入盛有食盐水的水槽中（铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极），浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析错误的是（　　）
A.?线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似???????????????B.?线圈能够指示方向是因为存在地磁场
C.?利用该装置可以判断磁铁的南北极??????????????????????D.?交换铜片和锌片位置不会改变线圈的磁极
17.如图，闭合开关后自制的线圈缓慢连续转动，则小灯泡的发光情况是(电流通过灯丝，灯就发光)(?? )
A.?一直不发光???????????????????B.?时亮时灭???????????????????C.?一直发光???????????????????D.?以上情况均有可能出现
18.如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型．同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果．同时其他没有做成功的同学提出了以下不同想法，你认为正确的是（? ）
A.?绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B.?线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动
C.?线圈两端（作为转轴）的漆皮在同一侧刮去半周，这样才可持续转动
D.?此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
二、填空题
19.如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架，分别与电池的两极相连。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，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源后且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。

（1）直流电动机的工作原理是________。
（2）将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半。这样做的目的是让线圈能________。
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是________。(写出一点即可)
三、解答题
20.如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置，当导线AB中有某方向电流通过时，它受到的磁场力方向向右。
（1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向________?。
（2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向 ________?。
（3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向________?。
（4）此实验表明磁场对通电导体作用力的方向与 ________?和________ 有关。
四、实验探究题
21.学习了电磁知识后，小朱了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。?
（1）分析图1________（选填序号），可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论，你的依据是________?。
（3）如图2 所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将????????? 。
A.不会变形
B.会变形，所围面积增大
C.会变形，所围面积减小
D.会变形，所围总面积不变
答案解析部分
一、单选题
1. C
分析：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，据此分析判断。
解答：A和甲图相比，磁场方向相同而电流方向相反，那么导线受力方向相反，则导体a受到向右的作用力，故A错误；
B和甲图相比，磁场方向相反而电流方向相同，那么导体a受力方向相反，则导体a受到向右的作用力，故B错误；
C和甲图相比，磁场方向和电流方向都相反，那么导体a受力方向相同，则导体a受到向左的作用力，故C正确。
故选C。
2. D
分析：根据图片可知，电流表的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，据此分析判断。
解答：A.闭合开关后，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，说明有感应电流产生，故A不合题意；
B.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故B不合题意；
C.闭合开关后，线圈匝数多的铁钉吸引大头针的数量多，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故C不合题意；
D.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，故D符合题意。
故选D。
3. A
分析：根据“未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生电流”可知，这个设备的工作原理就是电磁感应，据此分析判断。
解答：发电机的工作原理为电磁感应，故A符合题意；
电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，故B不合题意；
汽油机和柴油机的工作原理：燃料在气缸内燃烧，生成高温高压燃气推动活塞做功，故C、D不合题意。
故选A。
?
4. C
分析：根据题目描述，总结左手定则的内容，然后对各个选项进行判断即可。
解答：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，伸直的四指指尖指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是导体的受力方向，这就是左手定则。
A.磁感线水平向右，伸开左手，手心向左，四指指尖向纸内，此时大拇指指向下面，即导线受力向下，故A不合题意；
B.磁感线竖直向上，伸开左手，手心向下，四指指尖向纸内，此时大拇指指向右边，即导线受力向右，故B不合题意；
C.磁感线竖直向上，伸开左手，手心向下，四指指尖向纸外，此时大拇指指向左边，即导线受力向左，故C符合题意；
D.磁感线竖直向下，伸开左手，手心向上，四指指尖向纸外，此时大拇指指向右边，即导线受力向右，故D不合题意。
故选C。
5. B
分析：根据通电导体在磁场中受力运动的知识分析判断。
解答：强磁铁会产生一个磁场，线框B与电池的正负两极相连，有电流经过，因此它会受到磁场对电流力的作用；而线框A下面与电池负极是断开的，没有电流经过，因此不会受到磁场对电流力的作用，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6. D
分析：分析各个选项中包含的物理原理，哪个与安全锤的工作原理相同，哪个就是正确选项。
解答：A.当有电流从导线通过时，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；
B.闭合开关，在磁场中水平移动金属棒，这时电流表的指针摆动，说明有电流产生，这是电磁感应现象，故B不合题意；
C.将磁体靠近小磁针，小磁针指向发生改变，说明磁极之间的相互作用，故C不合题意；
D.闭合开关后，通过电流的金属棒在磁场中受力运动，故D符合题意。
故选D。
7. B
分析：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，它在工作时将电能转化为机械能。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。
解答：A、电动机工作过程中有能量的散失，例如内能，因此消耗的电能大部分转化为机械能；故A错误；
B、电动机工作过程中，线圈在磁场中做切割磁感线的运动，因此线圈中会有感应电流产生；故B正确；
C、电动机工作过程中，线圈中的电流呈现周期性变化，线圈转动1周的过程中电流方向改变2次；故C错误；
D、电动机中的线圈转动是利用了惯性，但线圈的质量不能太大，太大的话电动机启动困难，因此不是线圈质量越大越好；故D错误；
故答案为：B。
8. D
分析：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，它在工作时将电能转化为机械能，它的构造分为四大部分，分别叫磁铁、线圈、两个电刷、换向器。换向器的主要作用是改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力的方向，保证线圈持续转动。
解答：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，它的构造分为四大部分，分别叫磁铁、线圈、两个电刷、换向器。换向器的主要作用是改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力的方向，保证线圈持续转动；故A、B、C错误，D正确；
故答案为：D。
?
9. B
分析：发电机的原理是电磁感应原理，即闭合电路中导体切割磁感线运动会产生感应电流；
解答：
A、 存在电源，闭合回路；是通电导体在磁场中受到力的作用；是电动机的 模型图；故A错误；
B、 导体在闭合回路中切割磁感线运动，是电磁感应现象；是发电机原理；故B正确；
C、 通电导体周围存在着磁场，是奥斯特现象的模型图，电生磁；故C错误；
D、 验证电磁铁的影响因素实验；故D错误；
故答案为：B。
10. A
分析：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。
解答：A、调换磁极改变了磁场方向有关，导线的受力方向也发生改变，运动方向会从向左运动变成向右运动，故A说法正确，符合题意；
B、取走一节干电池只改变了电流的大小，而不能改变电流的方向，所以导体运动方向不会改变，故B说法错误，不符合题意；
C、将导体棒 a、b 端对调既没有改变电流方向，也没有改变磁场方向，所以导体运动方向不会改变，故C说法错误，不符合题意；
D、向左移动滑动变阻器滑片，只改变了电流的大小，而不能改变电流的方向，所以导体运动方向不会改变，故D说法错误，不符合题意。
故答案为：A
11. D
分析：电动机是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转将电能转化为机械能的。
解答：在“混合动力汽车”原理结构的示意图中，电池提供电能，汽油发动机将化学能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，发动机能将电能转化为机械能。
故答案为D.
12. B
分析：给线圈通电，线圈会发生转动，转动到某一位置时，不能继续转动下去，而是摆动几下后就停下来，这是由于这一位置时线圈 两边受到的力的大小相等，方向相反，并与线圈在同一个平面上，使线圈受力平衡，我们把这个位置称为线圈的平衡位置。
解答：通电线圈在磁场中会转动，但摆动几下后停在某一位置，这个位置是 受平衡力的位置。这一位置中线圈依然受到磁场力的作用，电路中依然有电流，但这一位置未必与磁感线平行。
故答案为B.
13. B
分析：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。
解答：示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要使线圈逆时针转动，可行的方法有改变电流方向，或者对换磁极。
故答案为B.
14. C
分析：A、直流电动机的铜半环与电刷接触不良，电路中没有电流，线圈不受磁场力的作用；B、 电源电压太低，电路中的电流太小，磁场力太小；C、 线圈刚好处于平衡位置，此时电路中没有电流，线圈不受磁场力的作用；D、 线圈中的电流太小，线圈受到的磁场力太小。
解答：解：A、若 直流电动机的铜半环与电刷接触不良 ， 用手碰 时线圈不会转动，A不符合题意；
B、 电源电压太低 ，用手碰 时线圈不会转动，B不符合题意；
C、 线圈刚好处于平衡位置 ，此时电刷与绝缘体接触，电路中没有电流，线圈没有收到磁场力的作用，C符合题意；
D、 线圈中的电流太小 ，用手碰 时线圈不会转动，D不符合题意。
故答案为：C。
15. C
分析：电动机的原理：通电导体在闭合电路中受到力的作用；
解答：导体的受力方向与电流的方向及磁场方向有关系；所以想要实现导体运动方向的改变，只需改变电流方向和磁场方向中的一个就可以了；
故答案为：C。
16. D
分析：该题考查了通电螺线管外部磁场的特点、地磁场的理解和判断、影响通电螺线管磁极方向的因素的理解等知识点，是一道综合题。（1）据电流的磁效应可知，通电螺线管相当于一个磁体，其外部的磁场方向与条形磁铁的磁场相类似；（2）地球是一个巨大的磁场，地理的南极是地磁的北极，地理的北极是地磁场的南极；（3）该题实际相当于原电池，铜片相当于正极，锌片相当于负极；（4）通电螺线管的磁极与电流的方向和线圈的绕法有关。
解答：A、铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极，而与上面的线圈相连时，该线圈相当于一个通电螺线管，故其外部磁场与条形磁铁的外部磁场相类似；故A不符合题意；
B、同时据安培定则能看出，此时该线圈的右端是N极，左端是S极，故在地磁场的作用下，其会指示南北，故线圈能够指示方向是由于地磁场造成的；故B不符合题意；
C、该题实际相当于原电池，铜片相当于正极，锌片相当于负极，据安培定则可知，铜片一端时N极，另一端是S极；故C不符合题意；
D、通电螺线管的磁极与电流的方向和线圈的绕法有关，故交换铜片和锌片位置，相当于改变了电流的方向，故该线圈的磁极方向会改变，故D选项符合题意。
故选D
17. B
分析：了解电动机的原理，电动机的原理是通电线圈在磁场中会受力转动，根据线圈可以连续转动可判断电路中的电流情况，结合图片可做出判断。
解答：读图可知，这是电动机的原理，当线圈中的电流通过时，会受到磁场力的作用而转动。由于线圈能够连续转动，就说明线圈的漆皮一端全部刮掉，一端刮了上半周或下半周，即线圈有半周是在通路状态下由于磁场对通电导线的作用而转动，有半周是在断路状态下依靠惯性转动的，这样周而复始线圈才能连续转动，故灯泡的发光情况是时亮时灭。故选B。
18. C
分析：根据电动机的原理和影响电动机转向的因素选择，电动机能连续转动下去是利用了换向器能在平衡位置改变线圈中的电流方向，及线圈转动的惯性．
解答：解：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的．如图所示，当线圈转至平衡位置时，线圈不再转动．为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去．
故选：C．
二、填空题
19. （1）通电线圈在磁场中受力而转动
（2）持续转动
（3）磁场太弱/线圈处于平衡位置
分析：（1）根据电动机的工作原理解答；
（2）当线圈转动180°后，如果不改变通过线圈的电流方向，那么此时线圈受到的磁力方向与运动方向相反，线圈就不会继续转动下去。将线圈一端的漆挂去一半，此时切断电流，线圈不受磁力，依靠惯性完成下面180°的旋转。当线圈再次回到原来的位置后，继续通电持续旋转。
（3）如果磁场太弱，那么线圈受到的电磁力太小，不能够克服阻力而转动起来；如果线圈处于平衡位置，此时线圈不受磁力作用，也不会旋转起来，据此分析解答。
解答：（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动。
（2）将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半，这样做的目的是让线圈能持续转动。
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后线圈不能连续转动，原因可能为：磁场太弱、线圈处于平衡位置等。
三、解答题
20. （1）左
（2）左
（3）右
（4）磁场方向；电流方向
分析：方法一：图中已知磁场方向，则开始时作用力向右由左手定侧可知电流方向，则改变磁场或电流后的受力的方向可由左手定则判定。左手定则内容为：伸开左手，让大拇指和四指相互垂直，让磁感线穿着掌心，四指指向电流方向，则大拇指指向电流受力的方向。
方法二：在磁场中，当电流的方向不变时，导体受力转动的方向与磁场的方向有关；也就是这里有三个方向：电流方向，磁场方向，导体运动方向。那么导体运动的方向与电流方向，磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向，那么导体的远动方向改变；同时改变电流方向或磁场方向，那么导体的远动方向不变。
解答：方法一：由左手定则可解为：由题意知，开始时电流由a到b，则：
（1）将左手放入磁场，掌心向下，四指指向b，则大拇指向左，说明导线受力向左；
（2）同理由左手定则得，导线受力方向向左；
（3）将磁极及电流方向均发生变化时，由左手定则可得导体受力向右；
（4）由以上现象可知，磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向和电流方向都有关系。
方法二：题中描述”当导线AB中有某方向电流通过时，它受到的磁场力方向向右。”就是电流方向、磁场方向影响导体运动方向，且向右。根据只改变电流方向或磁场方向，那么导体的远动方向改变；同时改变电流方向或磁场方向，那么导体的远动方向不变。
（1）”如果仅将磁极对调位置。”根据只改变电流方向或磁场方向，那么导体的远动方向改变；故向左。
（2）”如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向。”根据只改变电流方向或磁场方向，那么导体的远动方向改变；故向左。
（3）”若同时对调磁极位置和改变电流方向，”根据同时改变电流方向或磁场方向，那么导体的远动方向不变。故向右。
（4）由以上现象可知，磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向和电流方向都有关系。
故答案为：（1）左；（2）左；（3）右；（4）磁场方向、电流方向。
四、实验探究题
21. （1）乙、丙
（2）对比丙丁，（在电流方向相同的情况下） ，电流越大，导线弯曲程度越大
（3）B
分析：（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）探究通电导线之间作用力的大小与电流大小的关系时，必须控制电流方向相同而改变电流大小，据此选择对照实验，并根据导线的弯曲程度判断作用力的大小，进而得到结论。
（3）分析相邻导线之间的作用力是吸引还是排斥，进而对所围面积的大小进行判断。
解答：（1）探究通电导线之间作用力的方向与电流方向的关系时，必须控制电流的大小相同而改变电流反向，故选乙丙；
（2）丙和丁中，电流方向相同而电流大小不同，且导线的弯曲程度不同，那么得到结论：通电导线之间作用力的大小与电流大小有关，因此依据为：对比丙丁，（在电流方向相同的情况下） ，电流越大，导线弯曲程度越大。
（3）根据图2可知，相邻导线的电流方向相反，那么它们之间相互排斥，因此闭合开关后，星形会变形，且所围面积增大，故选B。