第十七章 电动机与发电机 单元测试 同步习题 初中物理沪粤版九年级下册

第十七章  电动机与发电机 单元测试

【满分：100分  时间：45分钟】

一、选择(每题只有一个选项符合题目要求，共15小题，每小题3分，本大题共45分)

1.在微型电扇的插头处接一只发光二极管，用手旋转叶片，发现二极管发光。上述实验现象说明了（  ）

A、磁能生电     B、磁场对电流有力的作用   C、电流的磁效应      D、电流的热效应

【答案】A

【解析】闭合电路中并无电源，当发光二极管发光，说明闭合电路中产生了电流，即磁产生了电。电动机的原理是通电导体在磁场中受力，能量转化是电能转化为机械能；发电机的原理是电磁感应现象，能量转化是机械能转化为电能。尽管电风扇里装的是电动机，但此题中是当作发电机用的，故说明的是磁场中运动的线圈可以产生电流，能量转化是机械能转化为电能，磁可以生电，故选A。

2.下列说法中，正确的是（   ）

A．只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流

B．电动机是利用电磁感应现象制成的

C．发电机是把电能转化为机械能的机器

D．电流周围存在着磁场

【答案】D

【解析】A错在不是闭合电路的部分导体；电磁感应应用是发电机，B错；发电机是把其他形式的能转化为电能的机器。

3.市的商品上贴有具有磁性的标签，当未消磁的标签经过超市出口处的安全门时，安全门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗目的。则超市防盗装置的工作原理是（　　）

A．电磁感应       B．通电线圈受磁力

C．电流的磁效应   D．磁极间的相互作用

【答案】A

【解析】当未消磁的标签经过超市出口处的安全门时，安全门上的线圈会产生感应电流，因此该现象属于电磁感应现象，故A正确，BCD错误；故选A。

4.如图2所示，有两闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时，两个铝环（    ） 

A. 有感应电流但无相互作用  B. 有感应电流且有相互作用

C. 无感应电流和相互作用    D. 无感应电流有相互作用

【答案】B

【解析】当条形磁铁的N极插向圆形铝环时，则闭合的铝环部分在做切割磁感线运动的铝环中会有感应电流产生，当铝环中有电流通过时，此时它们又都在磁场中。通电导体在磁场中会受力的作用，根据左手定则它们之间相互作用，所以答案为B。

5.如图是分析发电机工作原理的剖面图，小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分，当它在如图所示磁场中1、2、3、4位置按箭头方向运动时，会产生感应电流的是（　　）

A．1和2             B．1、2和3           C．1、3和4             D．2、3和4

【答案】D

【解析】小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。

由图磁感线方向水平向左，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流．所以ABC错误，D正确。故选D。

6.有关产生感应电流的条件，下列说法中正确的是（    ）

A. 只要导体在磁场中运动，就产生感应电流

B. 闭合电路的一部分导体在磁场中运动，就产生感应电流

C. 闭合电路的一部分导体，在磁场中运动或静止都能产生感应电流

D. 闭合电路中的一部分导体，做切割磁感线运动时，就产生感应电流

【答案】D

【解析】根据电磁感应的概念：闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就产生感应电流，所以D选项正确，而A项未指明导体是否为闭合电路中的一部分，也未指明导体是否做切割磁感线运动；B项未指明运动的是整个电路，还是闭合电路中一部分导体；C项是说静止也能产生感应电流，这显然是错误的。

故答案为D。

7.如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象，则下列表述正确的是（   ）

 甲                       乙                 丙            丁

A．图甲可用来演示电磁感应现象              

B．图乙可用来演示磁场对电流的作用

C．图丙可用来演示电流的磁效应

D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系

【答案】C

【解析】本题涵盖了电与磁中三个重要的实验。对这三个实验要理解记忆。例如第一个图中所给器材有电（源）有磁（场）那就是要探究磁场对电流的作用；第二图器材中有磁（场）没电（源）一定是探究磁生电即电磁感应现象；第三图中器材有电没磁，因此研究电生磁即电流的磁效应。

8.如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是（   ）

A．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电

B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电

C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的

D．图中的E、F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向

【答案】A

【解析】直流发电机的原理是电磁感应，是通过闭合电路的两条边来切割磁感线产生的感应电流，由于矩形线圈在磁场中不停地转动，每转一周，切割磁感线的方向改变两次，所产生的电流方向也改变两次，使线圈内部产生方向做周期性变化的电流即交流电，换向器的作用是将线圈产生的交流电变为对外输出的直流电，因此答案为A。

9.发现电磁感应现象的科学家是（　　）

A．丹麦的奥斯特     B．英国的法拉第    C．意大利的伽利略  D．德国的欧姆

【答案】B

【解析】1831年8月，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。

10.下列关于地磁场的描述正确的是（　　）

A．指南针总是指向南北，是因为受到了地磁场的作用

B．地磁两极与地理两极完全重合

C．地球周围的地磁场的磁感线是从地磁南极出发到地磁北极

D．我国宋代学者沈括正确找到了地磁场产生的原因

【答案】A

【解析】A、指南针总是指向南北，是因为受到了地磁场的作用，地球本身就是一个大磁体。故A正确。B、地磁两极与地理两极并不完全重合，有一个夹角，这个夹角叫磁偏角。故B不正确。C、地球周围的地磁场的磁感线是从地磁北极出发到地磁南极。而不是地磁的南极到北极。故C不正确。D、我国宋代学者沈括发现了磁偏角。而不是找到了地磁场。故D不正确。

11.两根外型完全相同的钢棒，用甲钢棒的一端接触乙钢棒的中间，它们互相吸引，则（　　）

A．甲、乙钢棒都一定有磁性

B．甲、乙钢棒都可能没有磁性

C．甲钢棒没有磁性，乙钢棒一定有磁性

D．甲钢棒有磁性，乙钢棒可能没有磁性

【答案】D

【解析】磁体上磁性最强的部分叫磁极，位于磁体的两端，磁性最弱的部分在磁体的中间，这个位置几乎没有磁性。用甲的一端靠近乙的中间部分时，互相吸引，由此可以确定钢棒甲有磁性，不能确定乙磁性的有无。

12.在如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（　　）

A．  B．  C．  D．

【答案】C

【解析】A.当导体运动时，电流表的指针会发生偏转，即会产生感应电流，即电磁感应现象，是发电机的原理，故该选项错误；

B.该选项是用来研究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，故该选项也是错误的；

C.当闭合开关后，导体运动，说明通电导体在磁场中受力的作用，故该选项正确；

D.线圈在磁场中转动，电流表指针发生偏转，说明有电流产生，因此是发电机的原理，故该选项也是错误的。故选C。

13.在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学分别设计了如下四个方案，其中最合理的是（  ）

A．两人各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近

B．用一块条形磁铁的一个磁极靠近另一块条形磁铁中间

C．将放在粗糙桌面上的两块条形磁铁的磁极相互靠近

D．用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的一个磁极

【答案】D

【解析】研究磁极间相互作用的规律，实际就是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；在选择实验方案时一定要使两极相互靠近来观察现象，而且选择的实验要易于观察出现象，操作比较简单。因为人的感觉有误，而且还是两个人各拿一块磁铁，即使互相排斥也会被两个人使劲并在一起的，故A不合理；条形磁铁的中间磁性最弱，两端的磁性最强，故要验证磁极磁性的强弱应该让两极去靠近，故B不合理；若两个磁体的磁性都不是很强时，放在粗糙的桌面上实验现象就不是很明显，故C也不合理；当用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的一个磁极时，若是同名则相互排斥，而且观察到另一磁体会旋转，直到异名相互吸引，现象较明显，故D较合理。故答案为D。

14.如图所示，电磁铁的左下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动。当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，同时滑片逐渐向上滑动，下列判断正确的是（   ）

A．地面对铁块的摩擦力逐渐增大  B．电磁铁的磁性逐渐减弱

C．通过电磁铁的电流逐渐增大    D．电磁铁的上端是北极

【答案】C

【解析】（1）由电路图知，滑片逐渐向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路电流变大，通过电磁铁的电流逐渐增大，故C正确；（2）通过电磁铁的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，故B错误；（3）电磁铁磁性增强，电磁铁对铁块的吸引力变大，铁块对地面的压力变小，地面对铁块的摩擦力变小，故A错误；（4）由右手螺旋定则可以判断，电磁铁的下端是N极，上端是S极，故D错误。

故选C。

15.图中的两个线圈，套在光滑的玻璃管上，导线柔软，可以自由滑动，开关S闭合后则（　　）

A．两线圈左右分开 B．两线圈向中间靠拢

C．两线圈静止不动 D．两线圈先左右分开，然后向中间靠拢

【答案】A

【解析】由电流方向利用右手螺旋定则可得，左侧电磁铁右端为N极，右侧电磁铁左侧为N极，故两同名磁极相对，两线圈相互排斥，即两线圈左右分开。故选A。

二、填空 (每空1分，16个空 ，本题共16分)

16.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。当线圈中通过变化电流时，线圈受到     力作用，从而带动与线圈相连的纸盆振动扬声器发出声音。该过程实现了   能转化为    

能。

【答案】磁场；电；机械

【解析】由于磁场对通电导体有力的作用，所以扬声器工作时，当线圈中通过变化电流时，线圈受到磁场力作用，从而带动与线圈相连的纸盆振动扬声器发出声音，该过程实现了电能转化为机械能。故答案为：磁场；电；机械。

17.闭合电路中的        ，在磁场中做       磁感线运动时，电路中有电流产生。产生的电流叫    电流。

【答案】一部分导体；切割；感应

【解析】电磁感应现象是指闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流的现象。产生的电流叫做感应电流。

18.交流发电机是利用       的原理制成的，它发出的交变电流的大小、方向都在做周期性变化，我国供生产和生活用的交流电的频率    Hz。

【答案】电磁感应；50

【解析】解答本题需掌握：发电机是把机械能转化为电能的装置，它的原理是电磁感应现象；同时再结合我国交流电的频率解答即可交流发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，其在工作过程中能量的；我国供生产和生活用的交流电的频率是50Hz。

19.在电风扇、动圈式扬声器、动圈式话筒和发电机中，利用电磁感应原理工作的有              ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有             。

【答案】动圈式话筒、发电机；动圈式扬声器、电风扇

【解析】（1）电风扇里主要部件是电动机，它是通电能转动的机器，电能转化为机械能；

（2）动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，也是电能转化为机械能；

（3）动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，机械能转化为电能；

（4）发电机是运动能产生电流的机器，也是机械能转化为电能。

根据对两种磁现象原理内容的理解可知，电磁感应现象的前提是运动，结果是产生电流，机械能转化为电能；磁场对通电导体的作用的前提是通电，结果是产生力，电能转化为机械能。

20.用漆包线在笔杆上绕制一只螺线管，接入如图所示的电路中，闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，变阻器的滑片P应向________端移动（填“a”或“b”），此时灯泡的亮度        （填“变亮”“变暗”或“不变”），螺线管的_______端是N极（填“上”或“下”）。

【答案】b；变亮；上

【解析】要使螺线管吸引大头针的数量增多，是使电磁铁的磁性增强，在匝数和铁芯一定时，增大电流可以增强磁性，滑动变阻器的滑片向b滑动时，电路中的电阻变小，电流变大，灯泡变亮。由右手螺旋定则可判断出螺线管上端是N极。

21.电磁铁和永久磁铁相比，优点是：它的磁性有无可以由      来控制，它的磁性强弱可以由        来控制，它的南北极可以由       来控制。

【答案】电流的通断；电流大小；电流方向

【解析】电磁铁与永久磁铁相比，优点是：电磁铁磁性的有无，可以由通、断电来控制；电磁铁磁性的强弱可以由通过电磁铁的电流大小来控制；它的N、S极可以由电流方向来控制。

二、实验(共14空，每空2分，本题共28分)

22.课堂上，老师做了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)实验现象说明________有力的作用，________机就是利用这种现象制成的。

(2)判断“有力的作用”的依据是________。

A．力是维持物体运动的原因

B．一切物体都有惯性

C．物体运动状态改变时，一定受到力的作用

(3)将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究________。

【答案】(1)磁场对电流；电动 ；(2)C ；(3)通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关

【解析】把导体放入磁场中，给导体通电时导体会发生运动，因为力是改变物体运动状态的原因，这说明通电导体在磁场中受到了力的作用，电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。将磁极对调，这是在保持电流方向不变的前提下，探究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关。

23.在研究“磁场对通电导体（电流）有力的作用”实验中。

（1）利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入        （填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”），根据该原理可制成           。

（2）如图乙、丙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的（也称匀强磁场）。

（a）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为            

A．二力不是作用在同一物体上      B．二力不是作用在同一直线上

C．二力的作用点不同              D．二力大小不是相等

（b）图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了     ，该装置能使线圈平面刚处于       （填“平行磁感线”“垂直磁感线”或“任一”）位置时，自动改变线圈中的电流方向。

（c）写出一种让图丙中线圈转动更快的措施：                      。

【答案】（1）电源； 电动机； （2）（a）B；（b）换向器；垂直磁感线；（c）增大线圈中的电流（或增加线圈的匝数、换更强的磁场等）

【解析】（1）因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入电源，根据此原理制成了电动机。

（2）（a）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上，所以选项B符合题意。

（b）图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器。当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。

（c）线圈转动的快慢与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等因素有关，所以要使线圈转动的更快，可以增大线圈中的电流、增加线圈的匝数、换更强的磁场等。

24.如图所示，将载有条形磁铁的两辆小车同时由静止释放后，两小车将迅速分离。此现象说明：(只要写出两条)

（1）                                  ；

（2）                                   。

【答案】（1）同名磁极互相排斥力；（2）可以改变物体的运动状态

【解析】两辆小车上装有磁铁，磁铁中间的磁极是N极，同名磁极相互排斥，两个小车受到排斥力的作用，力可以改变物体的运动状态，小车就会由静止变为运动。

25.在一次课外活动中，小红和小刚设计了如图甲所示的实验。当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明________________＿的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论，小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图乙所示。据此他们判断出电源的____________端是正极（选填“a”或“b”）

【答案】通电导体；a

【解析】甲图中，小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应。乙图中，小磁针N极朝左，所以电磁铁的右端为S极，左端为N极。根据右手螺旋定则，大拇指指向N极，四指的指向便是电流的方向，所以b端为负极，a端为正极。

三、作图 (每题2分，本题共6分)

26.有一通电螺线管，电流方向如图所示，请分别画出经过A点和B点的两条磁感线。

【答案】

27.闭合开关S后，电磁铁A和永磁体B间的磁场分布如图，请标出永磁体B的N、S极和画出通电螺线管的绕线方法。

【答案】如图所示

【解析】在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，所以永磁体B的左端为S极，电磁铁A的右端是N极；根据安培定则，伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流从电磁铁A的左端流入，绕线方法如图。

28.如图所示是小明设计的温度自动报警器原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，当在正常工作的温度范围内时，绿灯亮；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，发出报警信号。请按照题意要求，在图中连接好电路。

【答案】

【解析】解决此题要知道电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合；这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

四、综合 (本题共5分)

29.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

因为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。