2020—2021学年浙教版九年级上册科学竞赛辅导 第11讲电动机和发电机练习题

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 九年级上册科学竞赛辅导教学案     第11讲 电动机和发电机知识梳理：一、电流的磁场（电流的磁效应）　　奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。　　通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。应用：电磁铁　　A、定义：内部插入铁芯的通电螺线管。　　B、工作原理：电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。　　C、优点：磁性有无由通断电来控制，磁极由电流方向来控制，磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制。　　D、应用：电磁继电器、电话。　　电磁继电器：实质由电磁铁控制的开关。应用：用低电压弱电流控制高电压强电流，进行远距离操作和自动控制。　　电话：组成：话筒、听筒。基本工作原理：振动、变化的电流、振动。　二、电磁感应　　1．定义：                                                                                                   这种现象叫做电磁感应现象　　2．感应电流：　　产生的条件                              、部分导体、                                        。　　③导体中感应电流的方向，跟                 和                    有关，三者的关系可用        定则判定。　　4．应用──交流发电机　　构造：                             。　　工作原理：                                 。工作过程中，     能转化为     。　　工作过程：交流发电机和直流发电机在内电路线圈中产生的都是交流电。交流发电机通过          向外电路输出交流电。直流发电机通过        向外输出直流电。交流发电机主要由          和        两部分组成。       不动     旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。 5．交流电和直流电：                       。　　交流电：                            。　　我国家庭电路使用的是       电。电压是       周期是       频率是     电流方向1s改变      次。　　直流电：                          。 　　三、磁场对电流的作用　　1．通电导体在磁场里                                    。　　通电导体在磁场里受力的方向，跟     和       有关。三者关系可用      定则判断。　　2．应用──直流电动机　　构造：                             。　　工作原理：                            。　　换向器作用：                          。        经典例题简析      例1.如下图所示的实验装置，可以用来（ 　）　A．研究感应电流的方向与磁场方向的关系          B．研究发电机的工作原理C．研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关        D．研究电磁铁的磁性与什么因素有关  例2.在物理学中，用⊗表示电流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，甲图表示直导体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力F，乙图中所示的四种情况，通电导体b受到的磁场力的方向水平向左的是(　　)          例3.如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置．回顾探究过程，以下说法正确的是(　　)A．让导线ab在磁场中静止，蹄形磁体的磁性越强，灵敏电流计指针偏转角度越大B．用匝数较多的线圈代替单根导线ab，且使线圈在磁场中静止，这时灵敏电流计指针偏转角度增大C．蹄形磁体固定不动，当导线ab沿水平方向左右运动时，灵敏电流计指针会发生偏转D．蹄形磁体固定不动，当导线ab沿竖直方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转  例4.在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置就自动____________________，从而实现线圈在磁场中的连续转动，电动机工作时是把________能转化成________能．   例5.如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动：(1)若使导线ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针___________．(2)若使导线ab水平向右运动，发现灵敏电流计指针向左偏转；现让导线ab水平向左运动，则灵敏电流计指针_____(3)若使导线ab从图中所示位置斜向上运动，则灵敏电流计指针______．     例6..如图(甲)是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图(乙)是自制简易电动机模型，现在主要讨论图(乙)简易电动机的制作与操作问题：(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够____，因此这一部位就相当于图(甲)中的___(填某一部件的名称)．(2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝  试？(说出两点即可)①________________；②_________________.(3)通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：①__________________；②_______________________.           例7.在“探究感应电流的产生”的实验中．小颖同学的四次实验情况分别如图所示．(1)有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流．”你认为他的说法对吗？________，图________可支持你的结论．(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系．A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论___________________.B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：______________.(3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是____________能转化为电能．                      三、课堂精炼基础过关：1．下列说法中，正确的是(      )A电磁铁是利用电流的磁效应制成的    B发电机原理是通电线圈在磁场中受力转动C电动机是利用电磁感应现象制成的　　 D奥斯特实验说明利用磁场可以产生电流2．第一个发现电磁感应现象的科学家是(       )A奥斯特            B法拉第             C安培               D沈括3．下列家用电器中，应用了电动机的是(       )A．电熨斗和日光灯                B．电风扇和洗衣机C．电饭锅和微波炉                  D．电热毯和电热水壶4．直流电动机中使用了换向器，它的作用是(      )A自动改变线圈外的电流方向  B自动改变线圈的转动方向 C自动改变线圈中的电流方向  D自动改变磁感线的方向5．下列应用中，将机械能转化为电能的是(       )A动圈式话筒    B抽水机   C电风扇  D电炉6．下述电器使用现象中，由电能转化为机械能的是(       )A电动抽水机抽水      B电水壶烧水     C用蓄电池点灯照明     D用发电机发电7．在图1所示的实验装置图中．能够说明电磁感应现象的是(       )8．在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是(      ) A．改变磁场的强弱                    B．改变电流的大小 C．只改变电流方向或只改变磁场方向    D．同时改变电流方向和磁场方向9．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10．小芳学了电磁感应现象后，用图2所示的实验装置来验证，图中ab是一根导线，闭合开关，把ab迅速向左移动时，看不出电流表指针偏转，对此，小芳做了如下分析，你认为正确的是(      )A．感应电流太小，无法使电流表指针偏转B．铜导线太细，应换用较粗的铜棒C．应把ab改为向右运动      D．应把ab改为上下运动11. 如图3所示，闭合电路的一部分导体在磁场中运动，不能产生感应电流的图是（   ）       12．下列对感应电流大小无影响的因素是（　　）A．线圈的匝数　  B．磁场的方向    C．磁场的强弱　   D．线圈的转速中考真题1．如图3所示，在将磁铁插入铜质漆包线绕制的线圈的过程中，电流表的指针会摆动. 这个现象所反映的物理原理，在下列电气设备中得到应用的是(     )A．电磁起重机    B．发电机   C．电动机    D．电磁继电器2．李明利用如图4所示实验装置探究电磁感应现象，他把装置中的直铜线ab通过导线接在量程为3A的电流表的两接线柱上，当让ab迅速向右运动时，并未发现电流表指针明显偏转．你认为最可能的原因是              (　   )                                         A.感应电流太小，无法使指针明显偏转B.铜线ab太细，换用铜棒进行实验便能使指针明显偏转C.ab运动方向不对，应将ab改为向左运动                     D. ab运动方向不对，应将ab改为上下运动. 二、填空题1．如图7所示的小实验，用手快速拨动风扇叶片，带动转子转动，这时发现小灯泡发光，微风电扇居然变成了“发电机”！该实验说明了磁能够产生     ，在此现象中，    能转化为电能。2．电动机是利用通电导体在________中受力的原理制成的。王鹏同学按照物理教材的要求安装了一台如图8所示的直流电动机模型，图中A处的两个半圆铜环称为_________；若要这台电动机反向转动，则可采用的一种方法是                                。        3．为了探索磁场对电流的作用规律，利用如图9做实验，当电路闭合时，通电导体棒AB会受力而       ，如果将磁铁移开，通电导体棒AB将       ；若在如图实验中改变导体AB中的电流方向，则通电导体棒AB的运动方向将        ；如实验中保持电流方向不变，而调换磁铁两极的位置，则通电导体棒AB的受力方向将       ；所以实验表明：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与         和         有关。自我挑战1.（18年）小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路（符号表示数值可读的变阻器）。已知电源电压为12V，当变阻器的阻值为6Ω时，电压表的读数为3V。计算此时：（1）通过电动机的电流。（2）电动机消耗的电功率。     2.（17年）如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请回答：(1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为                （表达式）  (2)在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。  (3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过后知识给以解释。     3.（16年）如图为某型号玩具电动机的工作电路图。电动机铭牌上标有“6V，6W，线圈电阻2Ω”字样。当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流。为了保护电动机，启动电流不得超过2A。求：（1）启动时，变阻箱R的阻值至少多大？（2）当电动机启动后，再次调节变阻箱R，使电动机进入正常工作状态。此时R消耗的电功率为多大？     自我挑战2、小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图5所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（　　）A．91%       B．70%       C．30%       D．9% 3．摩托车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯、电动机未启动时电流表读数为5A，电动机启动时电流表读数为15A，若电源电动势12V，内阻0.4Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动导致车灯的电功率降低了（　　）　A．30 WB．32 WC．20 WD．18 W 4．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，设通过它们的电流相同，此时电动机正常运转，则在相同的时间内（　　）　 A． 电炉和电动机产生的电热相等         B．电动机消耗的电功率大于电炉消耗的电功率　 C． 电动机消耗的电功率等于电炉消耗的电功率    D．电炉和电动机两端电压相等　5．直流电动机M接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20V，理想电流表的示数是1.0A，限流电阻R=5.0Ω，则可知（　　）　 A． 电动机的机械功率是20W B． 电阻R消耗的电功率是5W　 C． 电动机线圈的电阻是20Ω D． 电动机产生的电热功率是20W　 6．若测得电动机线圈而不转时的电阻为r，现在该电动机上加一电压U，电动机输入的电功率为P，则电动机线圈上消耗的电热功率为（　　）　A．PB．C．D．P﹣　7．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机的机械功率为（　　）　A．PB．C．D．P﹣　8.（8分）随着科技的发展，通过转换装置把太阳辐射能转换成电能．如图是一辆设计中的太阳能汽车动力部分的电路简图．设阳光辐射到车上太阳能电池的光能接收板上的功率为1.0×l04 W．汽车行驶时，可通过调速电阻（滑动变阻器）来调节电动机转速从而改变汽车行驶速度．当调速电阻的滑片在最左端时，汽车以72千米/时的最大速度匀速行驶，此时汽车的拉力为90N，此时电压表示数为180V，电流表示数为15A．（1）太阳能转化为电能的效率是多少？汽车以最大速度行驶时，电动机将电能转化为机械能的效率？（本小题数据都精确到1%）（2）当滑片向右移至某一位置时，汽车的行驶速度小于最大速度．此时电压表示数为150V，电流表示数为10A，则此时调速电阻是多少？此时电动机消耗的功率与滑动变阻器消耗的功率之比是多少？      二模：1.（6 分）如图是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。电动机将质量为 m 的重物 匀速提升的高度为h，在提升过程中，电路中的电流为I，动滑轮的机械效率为η。假设电源电压 U 保持不变，电动机线圈电阻为 R，不考虑电动机各处摩擦。求：(1)电动机所施加的拉力 F 做的功；（用题干所给的字母表示，下同） (2）电动机所施加的拉力 F； (3)试从能量转化和守恒的角度，求电动机提升重物所用的时间。