初中物理粤沪版九年级下册2 电动机转动的原理课后作业题
展开17.2 探究电动机转动原理
基础训练
1.图是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时,线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项与电流表工作原理相似的是( )
A.指南针 B.发电机 C.电动机 D.电磁铁
【答案】C
【解析】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,并且电流越大,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。
A.指南针是利用磁铁静止时有指示南北的性质制成的,与电流表的制成原理无关,故A错误;
B.发电机是利用电磁感应现象制成的,与电流表的制成原理无关,故B错误;
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的,故C正确;
D.电磁铁是利用电流的磁效应制成的,与电流表的工作原理无关,故D错误。
故选C。
2.要改变直流电动机的转动速度,可采用的办法是( )
A.改变电流的方向 B.改变磁感线的方向
C.同时改变电流方向和磁感线方向 D.只改变电流的大小
【答案】D
【解析】改变电流方向.或改变磁感线的方向可以改变电动机的转动方向,同时改变电流方向和磁感线方向,电动机转动方向与转速均不变化,只改变电流的大小。可以改变电动机的转速,故ABC错误,D正确。
故选D。
3.小红对如图所示的两个探究实验进行比较后有了以下几点认识,其中正确的是( )
A.甲实验是发电机的原理,乙实验是电动机的原理
B.甲实验是用来探究磁场对电流的作用的实验装置,乙实验是用来探究磁能否生电的实验装置
C.实验时,甲中导体ab相当于电路中的电源,乙中导体ab相当于电路中的用电器
D.甲实验中机械能转化为电能,乙实验中电能转化为机械能
【答案】B
【解析】(1)甲实验有电源,闭合电路时,导体ab有电流,受磁场的作用而运动,所以甲实验是研究磁场对电流有力的作用,是电能转化为机械能,是电动机的制作原理;
(2)乙实验有电流表是显示电流中有无电流的,所以是研究电磁感应的,因为导体运动起来产生电,所以是将机械能转化为电能,是发电机的制作原理.故ACD错误,B正确。
故选B。
4.微型电扇通电工作时,它是电动机.如图所示,在微型电扇的插头处连接小灯泡,用手快速拨动风扇叶片时,小灯泡发光,此时微型电扇变成了发电机。关于电动机和发电机的工作原理,下列说法中正确的是( )
A.电动机的工作原理是电磁感应
B.电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.发电机的工作原理是电流的磁效应
D.发电机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用
【答案】B
【解析】(1)电扇里面有一个小型的电动机,使微型电扇转动的工作原理是通电导体在磁场中受力转动;
(2)电扇的内部有磁铁和线圈,当微型电扇的插头处接一只发光二极管,线圈转动时,做了切割磁感线的运动,故能产生电流;此时微型电扇如同一台发电机,原理就是电磁感应。
故选B。
5. 2020年6月7日,厦门市一辆BRT(快速公交系统)公交车在行驶过程中突然起火爆炸,造成重大人员伤亡,随后厦门市给全市174辆BRT公交车全部加装自动爆玻器(如图所示)。危急时刻下,司机只需按下开关,自动爆玻器即可自动完成破窗.自动爆玻器就相当于一个电控安全锤,它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列与自动爆玻器工作原理相同的是( )
A.白炽灯 B.动圈式话筒 C.发电机 D.扬声器
【答案】D
【解析】A.白炽灯是电能转化为光能,没有利用线圈在磁场中受到力的作用而运动,故A错误;
B.话筒是把机械能转化为电能,故B错误;
C.发电机利用的是电磁感应原理,是把机械能转化为电能,故C错;
D.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,它主要由固定的永久磁体.线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过随声音变化的电流时,据通电导线在磁场中受力的作用的原理知,通电线圈会在永久磁铁的磁场中受到变化的力的作用,即线圈所受力时而排斥,时而吸引,从而使得线圈振动,是电能转化为机械能,故D正确。
故选D。
6.关闭并拔出电动自行车的钥匙,用力踩踏使其前进,会发现按下喇叭开关时,喇叭也能发出鸣叫,这是因为此时( )
A.电动自行车的内部电路漏电了 B.钥匙开关没有切断喇叭与电源的连接
C.发电机变成了电动机 D.电动机变成了发电机
【答案】D
【解析】A.如果是自行车内部漏电,喇叭也不会响,故答案A错误;
B.关闭并拔出自行车钥匙,说明已经切断了电源,故答案B错误;
C.用力踩踏时,电动机就变成了“发电机”,从而实现“自发电”,不是发电机变成电动机,故答案C错误;
D.用力踩踏时,电动机就变成了“发电机”,从而实现“自发电”,故答案D符合题意。
故选D。
7.如图所示,闭合开关,观察到铝杆AB运动起来,说明磁场对电流有 作用,利用该原理可制成 (发电机、电动机),将磁体两极对调,观察AB的运动方向,这是为了探究力的方向与 关系。
【答案】力;电动机;磁场方向
【解析】(1)把一根轻质的铝杆作为直导线放在蹄形磁体的磁场里,接通电源,看到铝杆运动,说明磁场对通电导线有力的作用,电动机就是利用该原理制成的。
(2)将磁体两极对调,观察AB的运动方向,这是为了探究力的方向与磁场方向的关系。
8.发电机的发明,开辟了人类电气化的时代,而电动机应用,出现在社会生活的各个方面.如图甲和乙,能说明是电动机工作原理的是 ,能说明是发电机工作原理的是 。(以上两空填“甲”或“乙”)
【答案】甲;乙
【解析】甲实验中有电源,该实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用,即电动机的原理;
乙实验研究的是电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,发电机就是应用这一原理工作的。
9.仔细观察下面的三幅图,在题中空格处填写相应序号。
(1)能够说明电动机工作原理的是 图;
(2)能够说明利用内能做功转化为机械能的是 图;
(3)能够说明发电机工作原理的是 图。
【答案】(1)c;(2)a;(3)b
【解析】(1)电动机的工作原理是将通电导体在磁场中受力运动,因此c图是电动机的原理图;
(2)a图中是燃料燃烧将化学能转化为内能,物体运动又将内能转化为物体的机械能实验;
(3)b图是通电导体在磁场中运动产生电流,即电磁感应,是发电机的原理。
10.电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具.它可以电动骑行,亦可以脚踏骑行.电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力.
(1)电动机的工作原理是: ;
(2)某电动自行车蓄电池的供电电压为24V.若该电动自行车包括载人共重1000N,匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍,而这时供电电流为l0A,电能转化为机械能的效率为75%,自行车前进的速度为________m/s。
【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动;(2)6
【解析】(1)电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动。
(2)电动自行车蓄电池的供电电压U=24V,供电电流I=l0A,电池的输出功率P=UI=24V×10A=240W,
电能转化为机械能的效率η=75%,电动自行车的机械功率
电动自行车包括载人共重G=1000N,匀速行驶时所受阻力
f=0.03×1000N=30N
电动自行车的牵引力
F=f=30N
电动自行车的功率
自行车前进的速度
素养提升
1.如图所示,下列有关电与磁实验的装置中,属于电动机原理的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】A.这是奥斯特实验装置,说明通电导线周围存在磁场,不属于电动机的原理,故A错误;
B.此实验探究的是通电导体在磁场中受力运动的现象,属于电动机的原理,故B正确;
C.实验中若开关闭合,导体ab做切割磁感线运动时,电路中能够产生感应电流,是电磁感应实验,不属于电动机的原理,故C错误;
D.实验中若线圈abcd转动,会做切割磁感线而产生感应电流,是发电机原理图,不属于电动机原理,故D错误。
故选B。
2.下列设备与电动机工作原理相同的是( )
A.扬声器 B.电铃 C.动圈式话筒 D.发电机
【答案】A
【解析】A.扬声器是利用了通电导体在磁场中受力的原理,将电信号转化为声信号,与电动机的原理相同,A符合题意;
B.电铃主要利用了电流的磁效应,与电动机的原理不同,B不合题意;
C.动圈式话筒主要利用了电磁感应的原理,与电动机的原理不同,C不合题意;
D.发电机主要利用了电磁感应的原理,与电动机的原理不同,D不合题意。
故选A。
3. 有关对磁场的认识和电磁知识的应用,下列说法中正确的是( )
A.磁感线描述的磁场不是真实存在的
B.地球是一个巨大的磁体,地理的南北极与地磁场的南北极基本重合
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
D.发电机是利用电磁感应现象制成的,工作时将电能转化为机械能
【答案】C
【解析】A.磁感线是为了形象是描述磁场而引入的有方向的曲线,而不是真实存在的,但磁场是确实存在的,故A说法错误;
B.地磁场的南极在地球的北极附近,地磁场的北极在地球的南极附近,地球的南北极与地磁场的南北极是不重合的,故B说法错误;
C.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C说法正确;
D.发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,工作时将机械能转化为电能转,故D说法错误。
故选C。
4.下列实例中,主要利用“磁场对通电导体有力的作用”这一原理工作的是( )
A.交流发电机 B.直流电动机 C.电磁继电器 D.电熨斗
【答案】B
【解析】A.电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,在电路中产生感应电流,其应用就是发电机,不符合题意;
B.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,符合题意;
C.电磁继电器应用了电流的磁效应,实质就是利用电磁铁控制工作电路的开关,不符合题意;
D.电熨斗利用了电流的热效应,不符合题意。
故选B。
5.在如图所示的实验装置中,当开关闭合时,能观察到导体棒ab沿金属导轨运动.利用这一现象所揭示的原理,可制成的设备是( )
A.电热器 B.发电机 C.电动机 D.电磁继电器
【答案】C
【解析】本实验研究的内容是“通电导体在磁场中受力运动的现象”,人类利用该现象制造了电动机,所以选项ABD是错误的。
故选C。
6.电动机是一种高效率.低污染的动力设备。图所示的四幅实验装置图中,对电动机的发明有直接影响的是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【解析】电动机是将电能转化为机械能的机械,它在工作时要消耗电能,要有电源,故排除C;
而A是研究电磁铁磁性的强弱;D是奥斯特实验,对电动机的发明没有直接影响,故排除AD;
B研究的是通电导体在磁场中受到力运动,对电动机的发明有直接影响,B正确。
故选B。
7.如图,该实验证实了 ;据此制成了 ;它在工作工程中把 能转化成 能。
【答案】通电导体在磁场中受力;电动机;电;机械
【解析】当导体中通以电流后,通电导体在磁场中运动起来,说明通电导线在磁场中受到力的作用,本装置消耗了电能,产生了机械能,人类根据这一原理制造出了电动机。
8.如图所示是一种汽车装饰品——小盆景,花盆表面有一个太阳能电池板,塑料小花在阳光下能不断摇摆.请你猜测花盆里还有一个重要的装置是 (选填“发电机”或“电动机”),这种装置的工作原理是 。
【答案】电动机;通电导线在磁场中受力的作用
【解析】由于该装置在太阳能提供电能的情况下运动,即将电能转化为机械能,故里面应该有一个电动机,它是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
9.如图所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来.
(1) 就是根据这个原理制成的(选填“电动机”或“发电机”);
(2)当改变直导线中的电流大小时,发现导线运动情况不同,请根据这个现象提出一个可探究的问题 。
【答案】(1)电动机;(2)通电导线在磁场中的受力情况与电流大小的关系
【解析】(1)导线通电后产生了运动,说明磁场对放入其中的电流有力的作用.判断有力的作用,是根据导线在磁场中受力的作用,而为是改变物体运动状态的原因人类根据这一现象制成了电动机;
(2)当改变直导线中的电流大小时,发现导线运动情况不同,根据这个现象提出一个可探究的问题:通电导线在磁场中的受力情况与电流大小的关系。
10.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及,它们都采用电动机来获得动力.某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”,电动机线圈的电阻为0.4Ω。
(1)电动机的工作原理是什么?
(2)该电动机正常工作1h,消耗多少电能?电流通过电动机线圈时产生多少热量?
(3)在工作过程中,能量是由 能转化为 能。
【答案】(1)通电导体在磁场中受到力的作用;(2)9×105J;(3)电;机械
【解析】(1)电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用。
(2)电动机消耗的电能
W=Pt=5.5kW×1h=5.5kW•h
由公式P=UI,所以电动机正常工作时的电流为
线圈产生的热量
Q=I2Rt=(25A)2×0.4Ω×3600s=9×105J
(3)在工作过程中,能量是由电能转化为机械能。
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