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

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。