初中人教版第4节 电动机课时作业

人教版物理九年级全册《20.4 电动机》同步练习

一 、单选题（本大题共10小题，共30分）

1.（3分）关于如图所示的电和磁知识描述错误的是 
 

A. 甲图说明同种电荷相互排斥 B. 乙图说明电流周围存在磁场
C. 丙图是电动机工作原理示意图 D. 丁图是有金属外壳的家用电器使用的插座

2.（3分）如图所示，烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，当瓶塞跳出时，可以看到瓶内出现白雾。在瓶塞跳出的过程中，下列描述错误的是（  ）

A. 瓶内气体膨胀对外界做功 B. 瓶内气体的内能减小
C. 瓶内气体的温度降低 D. 瓶内的水发生了剧烈的汽化现象

3.（3分）如图所示是实验室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。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是
 

A.  B.
C.  D.

4.（3分）物理学原理在生产、生活中有着广泛的应用，很多机器、设备都是根据物理学原理制成的。利用如图所示实验的原理可以制成
 

A. 发电机 B. 电动机 C. 内燃机 D. 电磁铁

5.（3分）通电导体在磁场中会受到力的作用，这一知识的重要应用是

A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁铁 D. 电热器

6.（3分）如图是我国内首辆磁浮空轨列车——“兴国号”。其运行原理是通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行的。下列图中与其工作原理相同的是
 

A.  B.
C.  D.

7.（3分）下列实验中，与扬声器的工作原理相同的是

A.  B.
C.  D.

8.（3分）如图是一台正在工作的电扇。下列四个实验能反映其工作原理的是
 

A.  B.
C.  D.

9.（3分）居家防疫期间跑步机深受青睐，其核心装置是电动机，下列实验能说明电动机工作原理的是

A.  B.
C.  D.

10.（3分）我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射系统，如图是它的原理图。弹射系统的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下图中与电磁弹射系统工作原理一致的是 

 

A. 通电导体在磁场中受力
B. 通电螺线管周围有磁场
C. 电磁感应现象
D. 奥斯特实验

二 、填空题（本大题共5小题，共20分）

11.（4分）课堂上老师把手摇发电机跟一个小灯泡连接起来，用手摇动发电机，小灯泡亮了。在发电机处是______能转化为电能；小灯泡处是电能转化为______能；通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟______和磁感线的方向都有关系。

12.（4分）如图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图，该电动机工作时将电能转化为 ______ 能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向，你可以采取的方法是 ______ 写一条合理方法即可。
 

13.（4分）如图所示，某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈，用小刀刮去两端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去半周。把线圈放在用硬金属丝做成的支架上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就开始转动。若将电源的正负极对调，则线圈的转动方向与原来 ______选填“相同”或“相反”，原因是 ______；若在开关和电源之间串联一个电阻，线圈的转速将 ______选填“变快”、“不变”或“变慢”。
 

14.（4分）如图所示，线圈位于磁场中，与接通时，段导线受到的磁场力的方向向上；当改为与接通时，段导线受磁场力方向 ______ 。
 

15.（4分）扬声器与 ______填“发电机”或“电动机”的工作原理相同，______填“是”或“不是”根据电磁感应现象制成。由于通过线圈的电流是 ______的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。

三 、计算题（本大题共1小题，共12分）

16.（12分）中国高铁已经成为世界瞩目的一张名片。年底，铜仁站正式开通高铁，为铜仁的发展带来新的机遇。高铁包含许多物理知识，如：高铁的运动靠电动机驱动等。请你结合所学知识，回答下列问题。 
电动机的工作原理是：______； 
电动机正常工作时，主要的能量转化是：______； 
高铁站台设有安全线，乘客必须站在安全线以外候车。当有列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与列车保持一定的距离，也是非常危险的。请你结合流体压强与流速的关系，简述危险的原因：______。

四 、简答题（本大题共1小题，共6分）

17.（6分）某款新型电动汽车的性能参数如表所示，请回答下列问题。 
电动机是电动汽车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为______能，电动机的工作原理是______。 
电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？ 
同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为，请通过计算比较两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因。汽油的密度，汽油的热值。 
汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示。当该车运动到距测速仪时，测速仪向该车出一超声波信号，后收到从车返回的信号，超声波在空气中传播速度为，求该车的速度。 
 

答案和解析

1.【答案】C;

【解析】解：、图甲中摩擦过的橡胶棒与橡胶棒靠近出现排斥现象，是研究同种电荷相互排斥，故A正确；  
B、图乙实验是研究通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应实验，故B正确；  
C、图丙实验中没有电源，是研究电磁感应现象，是发电机的原理，故C错误；  
D、有金属外壳的家用电器使用的三孔插座，避免金属外壳带电接触后发生触电事故，故D正确。  
故选：。 
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；  
通电导线周围存在磁场，属电流的磁效应实验；  
电磁感应现象装置图没有电池，是发电机的原理；  
有金属外壳的家用电器使用的插座。 
教材中的重要实验装置图要采用对比记忆的方法认真识记，包括实验装置的名称、说明的原理、重要的应用等。
 

2.【答案】D;

【解析】
 

3.【答案】A;

【解析】解：  
由题知，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，即电流表是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的。  
A、图中导体通电后，会在磁场中受力而运动，与电流表的工作原理相同；  
B、该图是奥斯特实验，与电流表的工作原理不相同；  
C、该图是研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理不相同；  
D、该图是研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理不相同。  
故选：。 
根据题意可知电流表是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的，分析各选项图所反映的原理，从而选择符合题意的答案。 
此题主要考查了对电流表工作原理的认识，特别注意要能区分电磁感应现象和通电导体在磁场中受力这两个实验的不同之处。
 

4.【答案】B;

【解析】解：该实验装置是研究通电导体在磁场中受力而运动，利用此原理制造了电动机，故B符合题意。  
故选：。 
通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关，根据这一原理人们制成的电动机。 
本题是一道关于电动机原理的习题，能够通过实验现象找出电动机的制作原理是本题的解题关键所在。
 

5.【答案】A;

【解析】解：、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，故正确； 
、发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，故错误； 
、电磁铁是利用电流的磁效应的原理，故错误； 
、电热器是利用电流的热效应的原理工作的，故错误； 
故选：。 
通电导体在磁场中会受到力的作用，即通电能动，所以利用该原理制成的电动机； 
磁场对通电导体有力的作用，人类根据这一原理制造了电动机，而电动机在生活中应用广泛。
 

6.【答案】A;

【解析】解：磁悬浮列车利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行，和电动机的工作原理完全相同，所以磁悬浮列车获得动力的原理是通电导体在磁场中受到力的作用， 
、扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，话筒的工作原理是电磁感应，故符合题意，不合题意； 
、闭合开关，电磁铁会吸引小铁钉，这是电流的磁效应，故不合题意； 
、闭合开关，导线附近的小磁针的方向会发生偏转，这是电流的磁效应，故不合题意。 
故选：。 
磁悬浮列车利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行，和电动机的工作原理完全相同，所以磁悬浮列车获得动力的原理是通电导体在磁场中受到力的作用， 
扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，话筒的工作原理是电磁感应，闭合开关，电磁铁会吸引小铁钉，导线附近的小磁针的方向会发生偏转，这是电流的磁效应。 
此题主要考查学生对电动机的工作原理、电流的磁效应、电磁感应原理的理解和运用。
 

7.【答案】C;

【解析】解：、图是奥斯特实验的装置，说明电流周围存在磁场，故错误； 
、图是探究电流的磁效应的装置，故错误； 
、图是通电导体在磁场中受力的装置，故正确； 
、图是电磁感应的装置，故错误。 
故选：。 
扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。当线圈中通过变化的电流时，据磁场对通电导线有力的作用的原理知，通电线圈会在永久磁铁的磁场中受到变化的力的作用，从而使得线圈振动，将电能转化为机械能，同时线圈的振动也会带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音，所以扬声器的原理是磁场对通电导线有力的作用。 
扬声器是通电线圈在磁场中受力而运动的原理工作的。扬声器的原理和电动机的原理是相同的，动圈式话筒和发电机的原理是相同的。
 

8.【答案】C;

【解析】解：电风扇的工作原理是通电导线在磁场中受力运动。  
A、该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；  
B、该实验中，闭合开关，拨动风扇，小灯泡会发光，说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故B不符合题意；  
C、该实验中，当给导体中通电时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与电扇的工作原理相同，故C符合题意；  
D、该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，利用的电流的磁效应，故D不符合题意；  
故选：。 
电风扇工作时，电风扇内的线圈通过电流，线圈在磁场中受力运动，所以电风扇的工作原理是通电导线在磁场中受力运动。 
此题主要考查的是学生对通电导线在磁场中受到力的作用的原理的理解和掌握，并会应用于实际是解决该题的关键。
 

9.【答案】C;

【解析】解：电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的。  
A、该装置是探究磁极间相互作用规律的实验，与电动机原理无关，故A不符合题意；  
B、图中是奥斯特实验，证明了电流周围可以产生磁场，是电流的磁效应，与电动动机的原理不同，故B不符合题意；  
C、图中有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故C符合题意；  
D、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的原理图，与电动机的原理不同，故D不符合题意。  
故选：。 
电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的。明确各选项所揭示的原理可做出判断。 
此题主要考查奥斯物实验、电磁感应和磁场对通电导线的作用等实验的辨别，知道电动机的原理是通电导体在磁场中受力或通电线圈在磁场中受力运动，并能结合图中装置做出判断，是解答的关键。
 

10.【答案】A;

【解析】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。 
、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故正确； 
、该实验是电磁铁的实验，是利用电流的磁效应工作的，故错误； 
、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，产生感应电流，为电磁感应实验，故错误； 
、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故错误。 
故选：。 
根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。 
对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验区分要注意条件。
 

11.【答案】机械; 光; 电流方向;

【解析】解：用手摇动发电机，线圈转动，切割磁感线，产生感应电流，把机械能转化为电能；  
小灯泡消耗电能发光，将电能转化为光能；  
通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向跟电流方向和磁感线方向有关。  
故答案为：机械；光；电流方向。 
判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。  
通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向和磁感线方向有关。 
该题考查学生在生活实践中物理知识的应用，应注意合理地构建物理模型，灵活地选择物理规律解答问题。注意发电机和电动机的区别，要仔细审题。
 

12.【答案】;

【解析】解：直流电动机正常工作时，消耗电能，得到机械能，是将电能主要转化为机械能； 
电动机的转动方向跟磁场方向、电流方向有关，如果想改变该直流电动机的转动方向，可以改变电流的方向或改变磁场的方向。 
故答案为：机械；改变电流方向。 
直流电动机正常工作时，通电线圈在磁场中受力能够转动，是将电能转化为机械能； 
电动机的转动方向跟磁场方向、电流方向有关，当改变其中的一个方向时，其转动的方向改变，当两个方向都改变时，转动方向不改变。 
此题主要考查的是学生对电动机的能量转化、转动方向的影响因素的了解和掌握，基础性题目。
 

13.【答案】相同  电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变  变慢;

【解析】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是极； 
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同； 
若在开关和电源之间串联一个电阻，闭合开关后，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小了，则线圈受到的磁场力将变小，转速将变慢。 
故答案为：相同；电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变；变慢。 
通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关；通电导体在磁场中受力的大与电流大小和磁场的强弱有关。 
此题主要考查了简易电动机的原理、影响磁场力大小的因素，是一道基础实验题。
 

14.【答案】向下;

【解析】解：线圈在磁场中所受磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，当磁场方向不变，只改变电流的方向时，磁场力的方向改变，当由改接到时，线圈中的电流的方向，反向了，而磁场不变，所以受到的磁场力的方向和原来是相反的，故当改为与接通时，段导线受磁场力方向向下。 
故答案为：向下。 
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，保持一个不变，改变另一个方向，导体受力方向改变。 
此题主要考查学生对于通电导体在磁场中受力实验的理解和掌握，必须记住通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关。
 

15.【答案】电动机  不是  变化;

【解析】解：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；当扬声器线圈中有电流通过时，线圈受到磁场力的作用而运动，这与电动机的工作原理相同； 
扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成，当线圈中通过变化电流时，会产生变化的磁场，线圈受到磁场力的作用而运动，线圈带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。 
故答案为：电动机；不是；变化。 
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；扬声器根据线圈中变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声。 
扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，它的原理是通电线圈在磁场中受力而运动，由此带动纸盆振动发出声音。
 

16.【答案】通电导线在磁场中受力的作用   电能转化为机械能   当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险  ;

【解析】解：电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用而成的；  
电动机工作时，消耗电能产生机械能，即是将电能转化为机械能的装置；  
如果人站在安全线以内，当有列车驶过时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。  
故答案为：通电导线在磁场中受力的作用；电能转化为机械能；  
当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。 
电动机的制作原理及其工作过程中的能量转化分析即可解决；  
电动机工作时是将电能转化为机械能的装置；  
当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快，从而造成人周围空气流速不同，结合流体压强与流速的关系流速大的地方压强小，流速慢的地方压强大，再比较人和列车之间的压强和人外侧的压强大小即可解决此题。 
此题主要考查了电动机的原理及其能量转化要在理解的基础上记忆，只有对电动机的知识熟练掌握才能解对此题。
 

17.【答案】解：电动机正常工作时，将电能转化为机械能，是利用通电线圈在磁场中受力转动原理工作的； 
电动机正常工作时，由可得，通过线圈的电流： 
； 
燃油汽车行驶消耗汽油的体积： 
， 
由可得，燃油汽车行驶消耗汽油的质量： 
， 
汽油完全燃烧释放的热量： 
， 
电动汽车行驶消耗的电能： 
， 
内燃机工作时，是燃油燃烧时将化学能转化为内能再将内能转化为机械能，能源的利用率较低， 
电动机正常工作时，将电能转化为机械能，能源利用率较高， 
所以，每百公里电动汽车消耗的能源小于燃油汽车消耗的能源； 
设汽车的速度为，超声测速仪发出的信号后与汽车相遇， 
由可得，在这段时间内，汽车的路程与超声波的路程关系式为： 
， 
解得：。 
答：机械；通电线圈在磁场中受力转动； 
电动机正常工作时，通过线圈的电流是； 
燃油汽车每百公里耗能，电动汽车每百公里耗能，两种汽车百公里能耗不同的主要原因是燃油汽车能源的利用低、电动汽车能源的利用率高； 
该车的速度为。;

【解析】 
电动机制作原理是利用通电线圈在磁场中受力转动原理工作的，是电能转化为机械能； 
知道电动机工作的电压和功率，根据求出通过线圈的电流； 
知道燃油汽车行驶消耗汽油的体积，根据求出消耗汽油的质量，利用求出汽油完全燃烧释放的热量，根据得出电动汽车行驶消耗的电能，根据能量的转化效率比较两者能耗不同的原因； 
根据题意得出超声测速仪发出的信号后与汽车相遇的时间，超声波单趟的路程和汽车行驶的路程之和 
即为发出超声波时到汽车的距离，根据得出等式即可求出汽车的速度。 
此题主要考查了电动机的工作原理和能量的转化以及密度公式、燃料完全燃烧释放热量公式、速度公式的应用，知道燃油汽车能源的利用率比电动汽车能源的利用率低是关键。