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初中物理人教版九年级全册第4节 电动机达标测试
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这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 电动机达标测试，共17页。
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
2．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大．则下列说法正确的是（ ）
A．该装置利用了电流的热效应原理
B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大
3．两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为Fa，A对B的作用力为Fb。下列说法正确的是（ ）
A．Fa向右，Fb向左
B．Fa和Fb是一对平衡力
C．只把导体A所接的电源正负极对调，则Fb向左
D．只把导体B所接的电源正负极对调，则Fb向右
4．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
5．安装直流电动机模型，在接通电路时，线圈中有电流，电动机不转，不可能造成这一现象的原因是（ ）
A．线圈刚好处于平衡位置 B．轴受到的摩擦力太大
C．电源的正负极接反 D．电源的电压太低
6．如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（ ）
A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声
C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能
D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系
二．填空题（共6小题）
7．如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为 （选填“a→b“或“b→a”），ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向 。
8．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝 ，说明 ，由此原理可以制成 。
9．作为一种应急措施，有时也可以用扬声器代替话筒，如图所示装置，人对着扬声器的锥形纸盆说话声音就会使纸盆相连的线圈在 中振动，从而产生随着声音的变化而变化的电流， （填“发电机”或“电动机”）运行原理与之相同。
10．如图是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，电磁炮的发射过程中将电能转化为 能，如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向 （填“左”或“右”）的力。电磁炮的发射原理与 （填“扬声器”或“麦克风”）的原理相同。
11．小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm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，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
12．电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如图是直流电动机原理图，其中F是 ，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因： 。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做？请你写出一种方法： 。
三．实验探究题（共1小题）
13．如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如表：
（1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 。
（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与 有关，比较实验 说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法 。
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业20.4 电动机
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。
【解答】解：
A、换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误；
B、将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；
C、向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误；
D、将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误；
故选：B。
【点评】要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
2．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大．则下列说法正确的是（ ）
A．该装置利用了电流的热效应原理
B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转；然后找出与电流表的原理相同的选项即可。
【解答】解：A、通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，故A错误；
B、线圈中有电流通过时，电能转化为机械能和内能，故B错误；
C、改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故C错误；
D、电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小，故D正确。
故选：D。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。
3．两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为Fa，A对B的作用力为Fb。下列说法正确的是（ ）
A．Fa向右，Fb向左
B．Fa和Fb是一对平衡力
C．只把导体A所接的电源正负极对调，则Fb向左
D．只把导体B所接的电源正负极对调，则Fb向右
【分析】物体间力的作用是相互的，相互作用力的大小相等；通电导线的周围存在磁场，电流的磁场方向与电流的方向有关；磁场对通电导体有磁场力的作用，磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；当只改变其中一个因素时，磁场力的方向发生改变；若两个因素同时改变，则磁场力的方向不变，据此判断此导线的受力方向。
【解答】解：A、由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力Fa的方向是向左的，A对B的作用力Fb的方向是向右的，故A错误；
B、Fa和Fb是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；
C、只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则Fb是向左的，故C正确；
D、只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则Fb是向左的，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，难度不大。
4．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
【分析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；电动机的转动速度与电流的大小、磁场的强弱和线圈匝数有关。
【解答】解：A、只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故A错误。
B、只增加线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，不能改变转动方向，故B错误。
C、只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故C错误。
D、只将磁铁的磁极对调，改变了磁场方向，改变了转动方向，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电动机的转速和转动方向的影响因素，两者容易混淆，注意区分。
5．安装直流电动机模型，在接通电路时，线圈中有电流，电动机不转，不可能造成这一现象的原因是（ ）
A．线圈刚好处于平衡位置 B．轴受到的摩擦力太大
C．电源的正负极接反 D．电源的电压太低
【分析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动。对环境要求较为严格，既要求通电，又要有磁场，而且需要接触良好，所以很容易产生问题。电动机不工作的原因很多，需要具体情况具体分析。
【解答】解：A、线圈刚好在平衡位置，电动机的电刷和换向器的绝缘部分接触，线圈中无电流，电动机不会转动。而题目中是有电流不转动，不可能造成这一现象（有电流时，电动机不转动），故A不符合题意。
B、轴受到的摩擦力太大了，电动机中有电流不转动，电动机不会转动，故B不合题意。
C、电源的正负极接反了，电动机中有电流，会向相反方向转动，不可能造成这一现象（有电流时，电动机不转动），故C符合题意。
D、电源电压太小，电动机线圈受到的磁场力较小，电动机不能转，可能造成这一现象（有电流时，电动机不转动），故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查电动机的基本原理，需要从中找出各种问题，再加以分析。
6．如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（ ）
A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声
C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能
D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系
【分析】（1）通电导体在磁场中会受力运动；
（2）防治噪声的途径有：①在声源处减弱噪声；②在传播过程减弱噪声；③在人耳处减弱噪声；
（3）电流通过导体后会产生热量，这叫电流的热效应；
（4）流体的压强与流速有关，流体流速越大的地方压强越小。
【解答】解：A、电动机的原理是磁场对电流有力的作用，故A正确；
B、电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确；
C、吸尘器工作时，将电能转化为机械能和内能，故C错误；
D、“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了电动机的原理、流体压强与流速的关系、防治噪声的途径，属于基础题。
二．填空题（共6小题）
7．如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为 a→b （选填“a→b“或“b→a”），ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向 竖直向下 。
【分析】在电源外部，电流从电源正极流出，最后回到电源的负极；根据通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向的关系，可判断K改为与2接通时，ab段导线受磁场力的方向。
【解答】解：当K与1接通时，根据电源可知，ab段导线中电流方向为a→b，ab受到的力的方向是竖直向上的；
当K改为与2接通时，ab段导线中的电流方向改变，则受到的力的方向也会发生变化，即竖直向下。
故答案为：a→b；竖直向下。
【点评】该题考查了通电导线在磁场中受力方向的影响因素，有一定的综合性，难易程度适中。
8．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝 抖动 ，说明 通电导体在磁场中受力运动 ，由此原理可以制成 电动机 。
【分析】通电导体在磁场中受力运动，电动机就是利用这个原理制成的。
【解答】解：
通电导体在磁场中受力运动，所以将磁体靠近发光的灯泡时，灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以会受到磁场力的作用，并且方向在时刻改变，所以灯丝会抖动；电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
故答案为：抖动；通电导体在磁场中受力运动；电动机。
【点评】该题考查了通电导线在磁场中受力运动和电动机的原理等知识，是一道基础性题目，难度不大。
9．作为一种应急措施，有时也可以用扬声器代替话筒，如图所示装置，人对着扬声器的锥形纸盆说话声音就会使纸盆相连的线圈在 磁场 中振动，从而产生随着声音的变化而变化的电流， 发电机 （填“发电机”或“电动机”）运行原理与之相同。
【分析】“在磁场中转动的线圈产生电流”是电磁感应现象；注意当人对着扬声器的锥形纸盆说话时，线圈会在磁场中做切割磁感线运动，使电路中产生电流。
【解答】解：人对着锥形纸盆说话时，引起纸盆的振动，这种振动带动固定在上面的线圈也在振动，线圈的振动切割了永久磁体的磁场，产生了感应电流，这种感应电流的强弱变化与声音的振动变化特征相同，把声音号转化成了电信号。因此扬声器的工作过程应用了电磁感应原理；该现象称之为电磁感应现象，发电机的原理是电磁感应现象。
故答案为：磁场；发电机。
【点评】本题主要考查学生对：扬声器的结构图、以及电磁感应现象的原理的了解和掌握；注意电磁感应现象的关键是得到了电流。
10．如图是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，电磁炮的发射过程中将电能转化为 机械 能，如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向 右 （填“左”或“右”）的力。电磁炮的发射原理与 扬声器 （填“扬声器”或“麦克风”）的原理相同。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向，导体受力方向变化；若同时改变电流方向、磁场方向，导体受力方向不变，此过程中是电能转化为机械能。
【解答】解：炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，炮弹具有了机械能，此过程中消耗了电能，是电能转化为机械能；
通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆受力方向不变，将会受到向右的力；
麦克风的工作原理是电磁感应现象，扬声器是利用电导体在磁场中受力运动的原理工作的。
故答案为：机械；右；扬声器。
【点评】本题考查了能量的转化、通电导体在磁场中受力方向的影响因素，属于基础题。
11．小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm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，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 B 。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的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 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【分析】（1）为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；
（2）换向器可以改变线圈中电流的方向，使得线圈连续转动下去。
【解答】解：（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，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动，故选B；
（2）乙图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，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）B；（2）换向器；刚转过。
【点评】本题考查了简易电动机的转动原因及改变转向的方法，是一道基础实验题。
12．电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如图是直流电动机原理图，其中F是 换向器 ，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因： 启动时线圈在平衡位置 。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做？请你写出一种方法： 可以增强磁场或增大电流。 。
【分析】（1）换向器能使线圈转过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动；
（2）当线圈在平衡位置时，由于受到向上的力和向下的力是一对平衡力，线圈会处于平衡状态；通电导体在磁场中受力大小与电流大小、磁场强弱有关。
【解答】解：
（1）如图可知，该图是直流电动机原理图，其中F是换向器，它能使线圈转过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）当线圈处在平衡位置时，线圈受平衡力作用，大小相等，方向相反，相互抵消，不能转动。
通电导体在磁场中受力大小与电流大小、磁场强弱有关；如果要让电动机的转动速度加大，可以增强磁场或增大电流；
故答案为：（1）换向器；（2）启动时线圈在平衡位置；可以增强磁场或增大电流。
【点评】本题考查了电动机的故障原因，在了解电动机的故障时，可联系电动机的工作原理来加深理解；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
三．实验探究题（共1小题）
13．如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如表：
（1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 保护电路 。
（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与 磁场方向 有关，比较实验 2、4 说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法 转换法 。
【分析】（1）滑动变阻器起到保护电路的作用；
（2）通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变；
（3）导线在磁场中受力方向是通过观察导线运动方向，用到了转换法。
【解答】解：（1）滑动变阻器起到保护电路的作用防止电源被短路；
（2）比较实验2和3，电流方向相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；
比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（3）实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是转换法。
故答案为：（1）保护电路；（2）磁场方向；2、4；（3）转换法。
【点评】本题考查了滑动变阻器的作用、通电导体在磁场中受力方向影响的因素等知识，注意结合控制变量法分析和转换法的应用。
实验序号
磁场方向
Ab中电流方向
Ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
实验序号
磁场方向
Ab中电流方向
Ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
2．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大．则下列说法正确的是（ ）
A．该装置利用了电流的热效应原理
B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大
3．两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为Fa，A对B的作用力为Fb。下列说法正确的是（ ）
A．Fa向右，Fb向左
B．Fa和Fb是一对平衡力
C．只把导体A所接的电源正负极对调，则Fb向左
D．只把导体B所接的电源正负极对调，则Fb向右
4．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
5．安装直流电动机模型，在接通电路时，线圈中有电流，电动机不转，不可能造成这一现象的原因是（ ）
A．线圈刚好处于平衡位置 B．轴受到的摩擦力太大
C．电源的正负极接反 D．电源的电压太低
6．如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（ ）
A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声
C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能
D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系
二．填空题（共6小题）
7．如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为 （选填“a→b“或“b→a”），ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向 。
8．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝 ，说明 ，由此原理可以制成 。
9．作为一种应急措施，有时也可以用扬声器代替话筒，如图所示装置，人对着扬声器的锥形纸盆说话声音就会使纸盆相连的线圈在 中振动，从而产生随着声音的变化而变化的电流， （填“发电机”或“电动机”）运行原理与之相同。
10．如图是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，电磁炮的发射过程中将电能转化为 能，如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向 （填“左”或“右”）的力。电磁炮的发射原理与 （填“扬声器”或“麦克风”）的原理相同。
11．小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm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，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
12．电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如图是直流电动机原理图，其中F是 ，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因： 。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做？请你写出一种方法： 。
三．实验探究题（共1小题）
13．如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如表：
（1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 。
（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与 有关，比较实验 说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法 。
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业20.4 电动机
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。
【解答】解：
A、换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误；
B、将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；
C、向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误；
D、将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误；
故选：B。
【点评】要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
2．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大．则下列说法正确的是（ ）
A．该装置利用了电流的热效应原理
B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转；然后找出与电流表的原理相同的选项即可。
【解答】解：A、通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，故A错误；
B、线圈中有电流通过时，电能转化为机械能和内能，故B错误；
C、改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故C错误；
D、电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小，故D正确。
故选：D。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。
3．两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为Fa，A对B的作用力为Fb。下列说法正确的是（ ）
A．Fa向右，Fb向左
B．Fa和Fb是一对平衡力
C．只把导体A所接的电源正负极对调，则Fb向左
D．只把导体B所接的电源正负极对调，则Fb向右
【分析】物体间力的作用是相互的，相互作用力的大小相等；通电导线的周围存在磁场，电流的磁场方向与电流的方向有关；磁场对通电导体有磁场力的作用，磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；当只改变其中一个因素时，磁场力的方向发生改变；若两个因素同时改变，则磁场力的方向不变，据此判断此导线的受力方向。
【解答】解：A、由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力Fa的方向是向左的，A对B的作用力Fb的方向是向右的，故A错误；
B、Fa和Fb是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；
C、只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则Fb是向左的，故C正确；
D、只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则Fb是向左的，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，难度不大。
4．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
【分析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；电动机的转动速度与电流的大小、磁场的强弱和线圈匝数有关。
【解答】解：A、只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故A错误。
B、只增加线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，不能改变转动方向，故B错误。
C、只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故C错误。
D、只将磁铁的磁极对调，改变了磁场方向，改变了转动方向，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电动机的转速和转动方向的影响因素，两者容易混淆，注意区分。
5．安装直流电动机模型，在接通电路时，线圈中有电流，电动机不转，不可能造成这一现象的原因是（ ）
A．线圈刚好处于平衡位置 B．轴受到的摩擦力太大
C．电源的正负极接反 D．电源的电压太低
【分析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动。对环境要求较为严格，既要求通电，又要有磁场，而且需要接触良好，所以很容易产生问题。电动机不工作的原因很多，需要具体情况具体分析。
【解答】解：A、线圈刚好在平衡位置，电动机的电刷和换向器的绝缘部分接触，线圈中无电流，电动机不会转动。而题目中是有电流不转动，不可能造成这一现象（有电流时，电动机不转动），故A不符合题意。
B、轴受到的摩擦力太大了，电动机中有电流不转动，电动机不会转动，故B不合题意。
C、电源的正负极接反了，电动机中有电流，会向相反方向转动，不可能造成这一现象（有电流时，电动机不转动），故C符合题意。
D、电源电压太小，电动机线圈受到的磁场力较小，电动机不能转，可能造成这一现象（有电流时，电动机不转动），故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查电动机的基本原理，需要从中找出各种问题，再加以分析。
6．如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（ ）
A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声
C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能
D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系
【分析】（1）通电导体在磁场中会受力运动；
（2）防治噪声的途径有：①在声源处减弱噪声；②在传播过程减弱噪声；③在人耳处减弱噪声；
（3）电流通过导体后会产生热量，这叫电流的热效应；
（4）流体的压强与流速有关，流体流速越大的地方压强越小。
【解答】解：A、电动机的原理是磁场对电流有力的作用，故A正确；
B、电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确；
C、吸尘器工作时，将电能转化为机械能和内能，故C错误；
D、“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了电动机的原理、流体压强与流速的关系、防治噪声的途径，属于基础题。
二．填空题（共6小题）
7．如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为 a→b （选填“a→b“或“b→a”），ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向 竖直向下 。
【分析】在电源外部，电流从电源正极流出，最后回到电源的负极；根据通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向的关系，可判断K改为与2接通时，ab段导线受磁场力的方向。
【解答】解：当K与1接通时，根据电源可知，ab段导线中电流方向为a→b，ab受到的力的方向是竖直向上的；
当K改为与2接通时，ab段导线中的电流方向改变，则受到的力的方向也会发生变化，即竖直向下。
故答案为：a→b；竖直向下。
【点评】该题考查了通电导线在磁场中受力方向的影响因素，有一定的综合性，难易程度适中。
8．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝 抖动 ，说明 通电导体在磁场中受力运动 ，由此原理可以制成 电动机 。
【分析】通电导体在磁场中受力运动，电动机就是利用这个原理制成的。
【解答】解：
通电导体在磁场中受力运动，所以将磁体靠近发光的灯泡时，灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以会受到磁场力的作用，并且方向在时刻改变，所以灯丝会抖动；电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
故答案为：抖动；通电导体在磁场中受力运动；电动机。
【点评】该题考查了通电导线在磁场中受力运动和电动机的原理等知识，是一道基础性题目，难度不大。
9．作为一种应急措施，有时也可以用扬声器代替话筒，如图所示装置，人对着扬声器的锥形纸盆说话声音就会使纸盆相连的线圈在 磁场 中振动，从而产生随着声音的变化而变化的电流， 发电机 （填“发电机”或“电动机”）运行原理与之相同。
【分析】“在磁场中转动的线圈产生电流”是电磁感应现象；注意当人对着扬声器的锥形纸盆说话时，线圈会在磁场中做切割磁感线运动，使电路中产生电流。
【解答】解：人对着锥形纸盆说话时，引起纸盆的振动，这种振动带动固定在上面的线圈也在振动，线圈的振动切割了永久磁体的磁场，产生了感应电流，这种感应电流的强弱变化与声音的振动变化特征相同，把声音号转化成了电信号。因此扬声器的工作过程应用了电磁感应原理；该现象称之为电磁感应现象，发电机的原理是电磁感应现象。
故答案为：磁场；发电机。
【点评】本题主要考查学生对：扬声器的结构图、以及电磁感应现象的原理的了解和掌握；注意电磁感应现象的关键是得到了电流。
10．如图是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，电磁炮的发射过程中将电能转化为 机械 能，如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向 右 （填“左”或“右”）的力。电磁炮的发射原理与 扬声器 （填“扬声器”或“麦克风”）的原理相同。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向，导体受力方向变化；若同时改变电流方向、磁场方向，导体受力方向不变，此过程中是电能转化为机械能。
【解答】解：炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，炮弹具有了机械能，此过程中消耗了电能，是电能转化为机械能；
通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆受力方向不变，将会受到向右的力；
麦克风的工作原理是电磁感应现象，扬声器是利用电导体在磁场中受力运动的原理工作的。
故答案为：机械；右；扬声器。
【点评】本题考查了能量的转化、通电导体在磁场中受力方向的影响因素，属于基础题。
11．小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm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，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 B 。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的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 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【分析】（1）为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；
（2）换向器可以改变线圈中电流的方向，使得线圈连续转动下去。
【解答】解：（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，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动，故选B；
（2）乙图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，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）B；（2）换向器；刚转过。
【点评】本题考查了简易电动机的转动原因及改变转向的方法，是一道基础实验题。
12．电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如图是直流电动机原理图，其中F是 换向器 ，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因： 启动时线圈在平衡位置 。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做？请你写出一种方法： 可以增强磁场或增大电流。 。
【分析】（1）换向器能使线圈转过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动；
（2）当线圈在平衡位置时，由于受到向上的力和向下的力是一对平衡力，线圈会处于平衡状态；通电导体在磁场中受力大小与电流大小、磁场强弱有关。
【解答】解：
（1）如图可知，该图是直流电动机原理图，其中F是换向器，它能使线圈转过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）当线圈处在平衡位置时，线圈受平衡力作用，大小相等，方向相反，相互抵消，不能转动。
通电导体在磁场中受力大小与电流大小、磁场强弱有关；如果要让电动机的转动速度加大，可以增强磁场或增大电流；
故答案为：（1）换向器；（2）启动时线圈在平衡位置；可以增强磁场或增大电流。
【点评】本题考查了电动机的故障原因，在了解电动机的故障时，可联系电动机的工作原理来加深理解；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
三．实验探究题（共1小题）
13．如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如表：
（1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 保护电路 。
（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与 磁场方向 有关，比较实验 2、4 说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法 转换法 。
【分析】（1）滑动变阻器起到保护电路的作用；
（2）通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变；
（3）导线在磁场中受力方向是通过观察导线运动方向，用到了转换法。
【解答】解：（1）滑动变阻器起到保护电路的作用防止电源被短路；
（2）比较实验2和3，电流方向相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；
比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（3）实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是转换法。
故答案为：（1）保护电路；（2）磁场方向；2、4；（3）转换法。
【点评】本题考查了滑动变阻器的作用、通电导体在磁场中受力方向影响的因素等知识，注意结合控制变量法分析和转换法的应用。
实验序号
磁场方向
Ab中电流方向
Ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
实验序号
磁场方向
Ab中电流方向
Ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
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