2020-2021九年级物理全册电动机精品练习（附解析新人教版） 10页

2020-2021 学年初三物理全册精讲精练：电动机 知识点一：磁场对通电导线的作用 通电导体在磁场中会受到力的作用。它的受力方向跟电流方向、磁感线方向有关。 知识点二：电动机的基本构造 1.电动机由转子和定子两部分组成。能够转动的部分叫转子；固定不动的部分叫定子。 2.当直流电动机的线圈转动到平衡位置时，线圈就不再转动，只有改变线圈中的电流方向，线圈才能继续 转动下去。这一功能是由换向器实现的。换向器是由一对半圆形铁片构成的，它通过与电刷的接触，在平 衡位置时改变电流的方向。 3.电动机是根据通电导体在磁场中会受到力的作用原理制成的。 4.电动机构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，被广泛应用在日常生活和各种产业中。 电动机工作时是把电能转化为机械能。 一、本节要记忆以下基本知识 1．通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟磁场方向和电流方向都有关，当电流方向或磁场方向变得 相反时通电导线受力的方向也变得相反． 2．电动机 (1)电动机主要由定子和转子组成． (2)电动机是通电导体在磁场中受力的作用原理制成． (3)电动机工作时将电能转化成机械能． (4)换向器的作用是当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向使线圈能连续转动下去． 二、磁场对电流的作用及应用 从磁场对电流的作用原理入手，然后顺藤摸瓜领悟相关核心要素 ①原理：通电导体产生的磁场与磁体相互作用使通电导体运动； ②能量的转化：电能转化为机械能； ③通电导体受力方向的决定因素：磁感线的方向与电流方向； ④生活中的应用实例：电动机、扬声器等。 注意：对于电动机还要掌握以下要点： ①工作原理：通电线圈在磁场中受力转动； ②平衡位置：线圈平面与磁感线垂直的位置； ③换向器的作用： 对于直流电动机，线圈每转过平衡位置就自动改变电流的方向。 知识点一：磁场对通电导线的作用 【例题 1】（2020•江苏盐城模拟）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 【答案】A 【解析】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向两个因素有关； A.将磁体的磁极对调，磁场方向与原来相反，则导体棒的受力方向与原来相反，能使导体棒向 左运动，故 A 正确； B.取走一节干电池，减小电源电压，减小电路中的电流，会改变受力大小，但不会改变运动方 向，故 B 错误； C.将导体棒 a、b 端对调，不能改变导体中的电流方向，不能改变受力方向，故 C 错误； D.将滑动变阻器的滑片 P 向左移动，电路的电阻减小，电路中的电流增大，会改变受力大小， 但不会改变运动方向，故 D 错误． 知识点二：电动机的基本构造 【例题 2】（ 2019 四川南充）下列图中能够说明电动机工作原理的实验装置是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。正确分析四个选项各是研究什么问题的， 再做回答。 A.图中是通电螺线管，是利用电流的磁效应制成的，故 A 不符合题意； B.图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这是电 磁感应现象，是发电机的工作原理，故 B 不符合题意； C.图中没有电源，是交流发电机的示意图，是根据电磁感应现象工作的，故 C 不符合题意； D.图中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理，故 D 符合题意。 1.关于电和磁，下列说法中正确的是（ ） A.电流周围存在着磁场 B.改变在磁场中运动就一定会产生感应电流 C.导体在磁场中运动就一定会产生感应电流 D.电动机是利用电磁感应原理制成的 【答案】A 【解析】奥斯特实验证明电流周围存在着磁场，A 正确；通电螺线管磁性强弱的影响因素为：电流的大小和 线圈的匝数，电流越大，匝数越多，磁性越强。改变螺线管中电流的方向会改变磁极，B 错误；只有闭合电 路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，C 错误；电动机是利用通电导体（线圈） 在磁场中受力运动（转动）的原理制成的，D 错误。 2.如图为直流电动机的基本构造示意图．以下相关的分析中正确的是（ ） A．电动机是利用电磁感应的原理工作的 B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的 D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向 【答案】D 【解析】A.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，故 A 错误； B.电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，有一部分电能转化成了热能，故 B 错 误； C.使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，故 C 错误； D.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，且所受力的方向与电流的方向和 磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故 D 正确。 3．对下列实验描述正确的是（ ） A．甲：验电器的两片金属箔带同种电荷，由于互相排斥而张开 B．乙：通电导线在磁场中受到力的作用，这是发电机的原理 C．丙：奥斯特实验说明磁能生电 D．丁：闭合开关，只要金属棒运动，电路中就有感应电流产生 【答案】A． 【解析】A．甲图是验电器，验电器的两片金属箔带同种电荷，由于互相排斥而张开，故 A 正确； B．乙图说明通电导线在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理，故 B 错误； C．奥斯特实验说明电能产生磁场，故 C 错误； D．丁图中，闭合开关，金属棒做切割磁感线运动，电路中就有感应电流产生，故 D 错误。 一、选择题 1．（2019 山东德州）如图所示，电动平衡车是一种新型交通工具，被广大青少年所喜爱。图中与电动平衡 车驱动前行过程原理相同的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】根据电动平衡车蓄电池工作和电机工作时消耗和获得的能量做出判断。 电动平衡车的无刷电机工作时，消耗电能，获得机械能，因此是将电能转化为机械能，从而获得动力。 A.是电磁感应原理，机械能转化为电能，故 A 错误； B.通电导体的周围有磁场，是电流的磁效应，故 B 错误； C.通电导体在磁场中受力的作用，电能转化为机械能，与电动平衡车驱动前行过程原理相同，故 C 正确； D.是研究电磁铁磁性的大小与线圈匝数的关系，故 D 错误。 2．（ 2019 云南）以下是对电与磁部分四幅图的分析，其中错误的是（ ） A．如图装置闭合电路后磁针会偏转，说明电流能产生磁场 B．如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用 C．如图装置所揭示的原理可制造发电机 D．图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用 【答案】D 【解析】（1）电流周围存在着磁场。 （2）电动机和发电机的重要区别在于电路中是否有电源。 （3）动圈式话筒和发电机的工作原理相同，都是根据电磁感应原理工作的。 A.这是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场（即电流能产生磁场），故 A 正确。 B.如图装置，开关闭合后导体会在磁场中运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用，故 B 正确。 C.图中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，电流计的 指针发生偏转，根据这个原理可制成发电机，故 C 正确。 D.动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，故 D 错误。 3.（2019 海南模拟题）下列关于电和磁的说法正确的是（ ） A．金属导体中的电流方向与导体中自由电子定向移动方向相同 B．家庭电路中同时工作的用电器总功率越大，通过电能表的电流越大 C．磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时南极的指向相同 D．电动机是根据电磁感应原理工作的 【答案】B． 【解析】（1）物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向； （2）家庭电路电流大的原因：总功率过大； （3）我们规定小磁针 N 极所指的方向为该点磁场的方向； （4）带电磁铁的仪器利用的是电流的磁效应原理． A．自由电子是负电荷，所以金属导体中的电流方向与自由电子定向移动方向相反，故 A 错误； B．接入电路的用电器总功率越大，由公式 I= 可知通过电能表 的电流就越大，故 B 正确； C．小磁针静止时 N 极所指的方向为该点磁场的方向，故 C 错误； D．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故 D 错误． 二、填空题 4．（ 2019 湖北宜昌）如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。 （1）小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是： ；小 明将电池反向接到电动机两端，看到电动机 （选填：原方向旋转、不转动、反向旋转）。 （2）学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否 也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯并未发光。 小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红的看法： ；若小明要继续研 究，应该使用什么仪器比较妥当： 。 【答案】（1）通电线圈在磁场中受到力的作用；反向旋转；（2）不同意；灵敏电流表。 【解析】（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，线圈受力方向与电流方向和磁场方向 有关，所以将电池反向接到电动机两端，看到电动机反向旋转； （2）用手搓动电动机的转轴，线圈在磁场中切割磁感线，因此在线圈中也产生感应电流，但小灯泡需要较 大的电流才能工作，应该用灵敏电流表代替小灯泡。 5.（2019 云南）扬声器是把电信号转化成 信号的一种装置，它的原理跟 （填“电动机”或“发电 机”）原理相似。 【答案】声；电动机。 【解析】扬声器是把电流信号转化为声音信号的装置； 扬声器的线圈中有随声音变化的电流，因为通电线圈在磁场中受到力的作用，使得线圈就不断地来回振动， 纸盆也就振动动起来，便发出了声音。 电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。 扬声器是把电流信号转化为声音信号的装置； 当扬声器中的线圈中通过变化电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，而带动与线圈相连的纸盆振 动，将电信号转化成声信号，因此与电动机的原理一致。 三、探究题 6．（ 2019•潍坊）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 。 【答案】（1）B；（ 2）电；机械；（3）电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。 【解析】（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，则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来改变通入线圈的电流方向。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、磁场太弱或开始线圈 处在平衡位置。 7.（2020 安徽模拟题 ）学习“电动机”内容时，老师用如图实验装置演示“磁场对通电导线作用力的方向 与什么因素有关”的实验后，同学们自然想到力既有方向又有大小，那么磁场对通电导线作用力的大小与 什么因素有关呢？以下是小丽、小李与小明的猜想： 小丽猜想：“可能跟磁铁的磁性强弱有关。” 小李猜想：“可能跟导线 AB 在磁场中的位置有关。” 小明猜想：“可能跟通过导线 AB 的电流大小有关。” 请你根据如图所示的实验装置，帮助小明设计实验来验证他的猜想，简述你的实验方案：_____。 【答案】见解析。 【解析】磁铁的磁性强弱、导线 AB 在磁铁中的位置不变，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中电流的大小， 观察两次导线 AB 的运动速度的变化快慢，若快慢不同则说明磁场对通电导线作用力的大小与电流大小有关。