沪科版九年级全册第三节 科学探究:电动机为什么会转动习题
展开17.3 科学探究:电动机为什么会转动
【知识梳理】
一、电动机的构造:
直流电动机主要由:磁铁、线圈、换向器和电刷等构成。
二、磁场对电流的作用
1、通电导体在磁场里受到力的作用,其作用的方向跟磁感线方向和电流方向有关。当磁场方向、电流方向这两个因素中一个发生改变时,通电导线受力的方向发生改变;当两个因素同时改变时,通电导线受力的方向不变。
2、磁场对电流产生作用的两个不可缺少的条件是磁场和电流。
三、电动机是怎样转动的
1、原理:直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。它工作时将电能转化机械能。
2、换向器的作用:每当线圈刚转过平衡位置时,就自动改变通入线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
【易错点】
1.在探究通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向、磁感线的方向之间的关系时,要注意控制变量法的使用。
2.直流电动机的转向与转速的调节:电动机线圈的转向与转速是两个完全不同的概念,影响转向的因素是电流的方向和磁感线的方向,影响转速的因素是线圈中电流的大小、磁场的强弱和线圈的匝数。若要改变直流电动机的转向,只要改变电流的方向或磁感线的方向即可;若要改变直流电动机的转速,只要改变电流的大小磁场的强弱或线圈的匝数即可。
【规律总结】
1.通电导体在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时,通电导线的受力方向改变;当电流方向或磁感线方向同时改变时,通电导线的受力方向不改变。
2.电动机的工作原理:电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。它把电能转化为机械能。
【典例分析】
(2022·江苏常州·中考真题)小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中,闭合开关并调节滑动变阻器,电动机正常转动,若要改变电动机转动方向,下列做法中无效的是( )
A.只对调电源的正、负极
B.只对调磁体的N、S极
C.同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D.导线①改接G、F点,导线②改接C、E点
【思路小结】通电导体在磁场中要受到力的作用,力的方向与磁场的方向和电流的方向有关,当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时,通电导线的受力方向改变。当导线中的电流方向和磁感线方向同时改变时,通电导线的受力方向不改变
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2022·黑龙江·中考真题)下列四幅图中,能说明洗衣机工作原理的是( )
A.B.
C.D.
2.(2022·福建三明·九年级期末)利用图实验所揭示的原理可制成( )
A.电动机B.电磁铁
C.通电螺线管D.电磁继电器
3.(2022·山东菏泽·九年级期末)如图,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.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
4.(2022·江苏徐州·中考真题)如图所示,线圈通电后,受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的,磁体可以绕线圈旋转,则线圈通电后,磁体将( )
A.开始顺时针旋转B.开始逆时针旋转
C.保持静止D.以上三种情况都有可能
5.(2022·山东济宁·九年级期末)关于直流电动机,下列叙述正确的是( )
A.直流电动机正常工作时,是将电能转化为内能
B.直流电动机的工作原理是电磁感应
C.电源的正、负极和磁场的方向同时改变,直流电动机的转动方向也改变
D.直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
6.(2022·山东临沂·九年级期末)同学们在学习电流表时善于研究的同学就拆开观察过它的结构、通过老师了解过它的原理。如图所示是它的内部结构图,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.
7.(2022·河北·青龙满族自治县教师发展中心九年级期末)牙齿健康问题,越来越得到重视,电动牙刷已经成为了一款比较受欢迎的小家电,如图所示,关于电动牙刷下列说法正确的是( )
A.使用电动牙刷的过程中电能主要转化为机械能
B.电动牙刷里的电动机工作原理是电流的磁效应
C.在给电池充电时电池相当于电源
D.电动牙刷上的指示灯主要是超导材料制成
8.(2022·四川成都·九年级期末)如图所示是某同学自制的玩具电动机,一块钕铁椭圆形磁铁吸在干电池底部,将一段裸露的铜线折成矩形线框,上边与电池正极接触,下边搭接在磁铁上,观察到线框顺时针转动,则( )
A.该过程中机械能转化为电能
B.线框左右两边所受磁场力方向相同
C.若仅调换电池两极,线框将逆时针转动
D.若仅调换磁铁两极,线框仍顺时针转动
9.(2022·山东烟台·九年级期末)图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中,两个铜半环E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间断开,彼此绝缘;A和B是电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置,电流沿dcba流过线圈,dc边受到磁场的作用力向下,则( )
A.线圈在图示位置时,ab边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过180时,电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过180°时,ab边受到磁场的作用力向下
二、填空题
10.(2022·广西百色·九年级期末)如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明了通电导体在 _____中受到力的作用,若只将电源的正、负极对调,则导体棒ab将向 _____运动(选填“左”或“右”)。
11.(2022·河南新乡·九年级期末)电动机是利用______ (选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)工作的。如图所示,如果要改变电动机的转动方向,则需要改变______的方向。当线圈转至平衡位置时,线圈______(选填“受力”或“不受力”)的作用。
12.(2022·河南南阳·九年级期末)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,电磁炮在发射过程中能量转化情况是 _____(轨道及金属杆的电阻不计),电磁炮的发射原理是利用 _____。
13.(2022·安徽·六安市轻工中学九年级期末)如图所示的简易直流电动机模型,把线圈两端导线的漆按图中方法刮去,一端导线一周的漆全部刮去,另一端导线的漆刮去半周,线圈转动一周时,只在半周内线圈中有电流,但线圈仍然能沿同一方向持续转动,这是因为线圈具有_____。
14.(2022·山东烟台·九年级期末)如下图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行,这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后,则图中线圈中的电流将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),电磁铁的磁性将________(选填“增强”、“减弱”或“不变”),电动机的转速将_______(选填“变快”、“变慢”或“不变”)。
15.(2022·河南平顶山·九年级期末)扬声器与______的工作原理相同(选填“发电机”或“电动机”),由于通过线圈的电流是______(选填“变化”或“不变”)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。如图所示的电路中,开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源的正极是______(选填“A”或“B”)端。
16.(2022·江西宜春·九年级期末)如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜______(选填“向左”、“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是由于磁场对______有力的作用。
三、实验题
17.(2022·河北保定·九年级期末)在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小明设计了如图所示的电路,导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____(选填“磁场”或“磁感线”);
(2)闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明磁场对 _____有力的作用;
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____,说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关;
(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____,说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关;
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向,_____(填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
18.(2022·山东烟台·九年级期末)如图所示,一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路,则电磁铁的上端是______极。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,这就是简易的______(选填“发电机”或“电动机”),若只将电源的正负极互换,则线圈转动方向会与原来的转动方向______(选填“相同”或“相反”)。
19.(2021江苏苏州九年级月考)如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的___________,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为___________和内能。
沪科版九年级
第十七章《从指南针到磁浮列车》
17.3 科学探究:电动机为什么会转动
【知识梳理】
一、电动机的构造:
直流电动机主要由:磁铁、线圈、换向器和电刷等构成。
二、磁场对电流的作用
1、通电导体在磁场里受到力的作用,其作用的方向跟磁感线方向和电流方向有关。当磁场方向、电流方向这两个因素中一个发生改变时,通电导线受力的方向发生改变;当两个因素同时改变时,通电导线受力的方向不变。
2、磁场对电流产生作用的两个不可缺少的条件是磁场和电流。
三、电动机是怎样转动的
1、原理:直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。它工作时将电能转化机械能。
2、换向器的作用:每当线圈刚转过平衡位置时,就自动改变通入线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
【易错点】
1.在探究通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向、磁感线的方向之间的关系时,要注意控制变量法的使用。
2.直流电动机的转向与转速的调节:电动机线圈的转向与转速是两个完全不同的概念,影响转向的因素是电流的方向和磁感线的方向,影响转速的因素是线圈中电流的大小、磁场的强弱和线圈的匝数。若要改变直流电动机的转向,只要改变电流的方向或磁感线的方向即可;若要改变直流电动机的转速,只要改变电流的大小磁场的强弱或线圈的匝数即可。
【规律总结】
1.通电导体在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时,通电导线的受力方向改变;当电流方向或磁感线方向同时改变时,通电导线的受力方向不改变。
2.电动机的工作原理:电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。它把电能转化为机械能。
【典例分析】
(2022·江苏常州·中考真题)小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中,闭合开关并调节滑动变阻器,电动机正常转动,若要改变电动机转动方向,下列做法中无效的是( )
A.只对调电源的正、负极
B.只对调磁体的N、S极
C.同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D.导线①改接G、F点,导线②改接C、E点
【答案】C
【解析】A.电动机转动方向与电流方向和磁场方向有关,调换电流方向或磁场方向,电动机的转动方向会发生变化,所以只对调电源的正、负极,电路中电流方向发生变化,所以电动机的转动方向发生变化,故A不符合题意;
B.只对调磁体的N、S极,磁场方向发生变化,所以电动机的转动方向发生变化,故B不符合题意;
C.同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极,电动机的转动方向不会发生变化,故C符合题意;
D.导线①改接G、F点,导线②改接C、E点,电动机中的电流方向发生变化,可以改变电动机的转动方向,故D不符合题意。
故选C。
【思路小结】
通电导体在磁场中要受到力的作用,力的方向与磁场的方向和电流的方向有关,当导线中的电流方向或磁感线方向中有一个改变时,通电导线的受力方向改变。当导线中的电流方向和磁感线方向同时改变时,通电导线的受力方向不改变
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2022·黑龙江·中考真题)下列四幅图中,能说明洗衣机工作原理的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】洗衣机是靠电动机带动工作的,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用而转动。
A.图中导体做切割磁感线的运动时,感应电表发生偏转,表明电路中有电流产生,属于电磁感应现象,故A不符合题意;
B.图中当有电流通过导线时,小磁针发生偏转,表明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图中表示的是通电导体在磁场中受力的作用,与洗衣机的工作原理相同,故C符合题意;
D.图中表示的是电铃的工作原理是电流磁效应,故D不符合题意。
故选C。
2.(2022·福建三明·九年级期末)利用图实验所揭示的原理可制成( )
A.电动机B.电磁铁
C.通电螺线管D.电磁继电器
【答案】A
【解析】图中装置中有电源,并且把通电导体放入了磁场中,通电导体会受力而运动,因此由图中原理可制成电动机,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(2022·山东菏泽·九年级期末)如图,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.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
【答案】B
【解析】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不符合题意;
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符合题意;
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不符合题意;
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不符合题意。
故选B。
4.(2022·江苏徐州·中考真题)如图所示,线圈通电后,受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的,磁体可以绕线圈旋转,则线圈通电后,磁体将( )
A.开始顺时针旋转B.开始逆时针旋转
C.保持静止D.以上三种情况都有可能
【答案】B
【解析】线圈通电后,受磁场力作用,线圈开始顺时针旋转;如果线圈是固定的,根据静止和运动的相对性可知,则线圈通电后,磁体开始逆时针旋转,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(2022·山东济宁·九年级期末)关于直流电动机,下列叙述正确的是( )
A.直流电动机正常工作时,是将电能转化为内能
B.直流电动机的工作原理是电磁感应
C.电源的正、负极和磁场的方向同时改变,直流电动机的转动方向也改变
D.直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
【答案】D
【解析】A.直流电动机正常工作时,消耗电能,得到机械能,是将电能转化为机械能,故A错误;
B.直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动,故B错误;
C.通电导线在磁场中受力的方向跟磁场的方向以及电流的方向有关,当电源的正负极和磁场的方向同时改变,直流电动机的转动方向不变,故C错误;
D.直流电动机中起电驱电流的换向作用的结构叫做换向器,直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的,故D正确。
故选D。
6.(2022·山东临沂·九年级期末)同学们在学习电流表时善于研究的同学就拆开观察过它的结构、通过老师了解过它的原理。如图所示是它的内部结构图,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.
【答案】D
【解析】由题知,电流表的工作原理: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.该装置是一个电磁铁,其原理是电流的磁效应,与电流表的工作原理无关,故A不符合题意;
B.该图为研究电流磁效应的实验,与电流表的工作原理无关,故B不符合题意;
C.该图为研究电磁感应现象的实验,与电流表的工作原理无关,故C不符合题意;
D.该图为研究通电导体在磁场中受力而运动的实验,是电动机的原理图,与电流表的工作原理相同,故D符合题意。
故选D。
7.(2022·河北·青龙满族自治县教师发展中心九年级期末)牙齿健康问题,越来越得到重视,电动牙刷已经成为了一款比较受欢迎的小家电,如图所示,关于电动牙刷下列说法正确的是( )
A.使用电动牙刷的过程中电能主要转化为机械能
B.电动牙刷里的电动机工作原理是电流的磁效应
C.在给电池充电时电池相当于电源
D.电动牙刷上的指示灯主要是超导材料制成
【答案】A
【解析】AB.电动牙刷的主要工作部分是电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,其工作时消耗电能转化为机械能,故A正确,B错误;
C.在给电池充电时电池需要消耗电能,故电池相当于用电器,故C错误;
D.电动牙刷上的指示灯主要是半导体材料制成,故D错误。
故选A。
8.(2022·四川成都·九年级期末)如图所示是某同学自制的玩具电动机,一块钕铁椭圆形磁铁吸在干电池底部,将一段裸露的铜线折成矩形线框,上边与电池正极接触,下边搭接在磁铁上,观察到线框顺时针转动,则( )
A.该过程中机械能转化为电能
B.线框左右两边所受磁场力方向相同
C.若仅调换电池两极,线框将逆时针转动
D.若仅调换磁铁两极,线框仍顺时针转动
【答案】C
【解析】A.该过程中电能转化为机械能,故A不符合题意;
B.左右两段导线周围的磁场方向不同,电流方向相同,所受磁场力方向不同,故B不符合题意;
CD.若仅调换电池两极,电流方向改变,线框将逆时针转动,若仅调换磁铁两极,磁场方向改变,线框将逆时针转动,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
9.(2022·山东烟台·九年级期末)图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中,两个铜半环E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间断开,彼此绝缘;A和B是电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置,电流沿dcba流过线圈,dc边受到磁场的作用力向下,则( )
A.线圈在图示位置时,ab边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过180时,电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过180°时,ab边受到磁场的作用力向下
【答案】D
【解析】通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关,其中之一发生改变,则受力方向发生改变。
A.根据题意知道,此时dc边受到磁场的作用力向下,由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反,而磁场方向相同,所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反,即ab边受到磁场的作用力向上,故A错误;
B.由图知道,线圈由图示位置转过180时,电流沿abcd流过线圈,故B错误;
C.线圈由图示位置转过180°时,dc边中电流的方向反向,则受力方向改变,即dc边受到磁场的作用力向上,故C错误;
D.线圈由图示位置转过180°时,ab边中电流的方向反向,则受力方向改变,即ab边受到磁场的作用力向下,故D正确。
故选D。
二、填空题
10.(2022·广西百色·九年级期末)如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明了通电导体在 _____中受到力的作用,若只将电源的正、负极对调,则导体棒ab将向 _____运动(选填“左”或“右”)。
【答案】 磁场 左
【解析】[1]闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,即受到了力的作用,所以说明通电导体在磁场中受到力的作用。
[2]通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向与电流方向和磁场方向有关。若只将电源的正、负极对调,即只改变电流方向,则导体棒ab的运动方向也改变,所以导体棒ab将向左运动。
11.(2022·河南新乡·九年级期末)电动机是利用______ (选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)工作的。如图所示,如果要改变电动机的转动方向,则需要改变______的方向。当线圈转至平衡位置时,线圈______(选填“受力”或“不受力”)的作用。
【答案】 磁场对电流的作用 电流或磁场 不受力
【解析】[1]电动机中有线圈,当给电动机通电时,电动机就会转动,电动机是利用磁场对电流的作用工作的。
[2]通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关,故如果要改变电动机的转动方向时,则需要改变电流或磁场的方向。
[3]当线圈转至平衡位置时,两个电刷跟两个半环间绝缘部分接触,线圈中无电流通过,所以,线圈不受力的作用。
12.(2022·河南南阳·九年级期末)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,电磁炮在发射过程中能量转化情况是 _____(轨道及金属杆的电阻不计),电磁炮的发射原理是利用 _____。
【答案】 电能转化为机械 通电导体在磁场中受力运动
【解析】[1]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。
[2]通电后金属杆有电流通过,金属杆在磁场中受力运动向右运动,将炮弹发射出去,即电磁炮的发射原理是利用通电导体在磁场中受力运动。
13.(2022·安徽·六安市轻工中学九年级期末)如图所示的简易直流电动机模型,把线圈两端导线的漆按图中方法刮去,一端导线一周的漆全部刮去,另一端导线的漆刮去半周,线圈转动一周时,只在半周内线圈中有电流,但线圈仍然能沿同一方向持续转动,这是因为线圈具有_____。
【答案】惯性
【解析】将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,线圈转动一周时,只在半周内线圈中有电流,但线圈仍然能沿同一方向持续转动,这样当线圈转至平衡位置时,由于惯性继续转动。
14.(2022·山东烟台·九年级期末)如下图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行,这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后,则图中线圈中的电流将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),电磁铁的磁性将________(选填“增强”、“减弱”或“不变”),电动机的转速将_______(选填“变快”、“变慢”或“不变”)。
【答案】 减小 减弱 变慢
【解析】[1]R的阻值随压力的增大而减小,当人走出电梯后,对R的压力减小,即R的阻值增大,根据欧姆定律,电路中电流将减小。
[2]电磁铁磁性与电流强弱、线圈匝数有关,电流越强,磁性越强,而电路中电流减小,电磁铁磁性将减弱。
[3]电动机的转速与电流强弱有关,电流越强,转速越快,而电路中电流减小,因此电动机的转速变慢。
15.(2022·河南平顶山·九年级期末)扬声器与______的工作原理相同(选填“发电机”或“电动机”),由于通过线圈的电流是______(选填“变化”或“不变”)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。如图所示的电路中,开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源的正极是______(选填“A”或“B”)端。
【答案】 电动机 变化 B
【解析】[1][2]电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。扬声器与电动机的工作原理相同,由于通过线圈的电流是变化的电流,通电线圈在磁场中受到力的作用,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。
[3]小磁针静止时左端为N极,右端为S极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故通电螺线管的左端为N极,由右手螺旋法则可知电流应由螺线管的右侧流入,即电源的B端为正极。
16.(2022·江西宜春·九年级期末)如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜______(选填“向左”、“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是由于磁场对______有力的作用。
【答案】 左右往复 通电导体
【解析】[1][2]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,因为音圈电流方向改变,音圈在磁场中受力的方向改变,音圈带动音膜左右往复运动;音圈之所以运动,是由于磁场对通电导体有力的作用。
三、实验题
17.(2022·河北保定·九年级期末)在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小明设计了如图所示的电路,导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____(选填“磁场”或“磁感线”);
(2)闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明磁场对 _____有力的作用;
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____,说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关;
(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____,说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关;
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向,_____(填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
【答案】 磁场 通电导体 相反 磁场方向 相反 电流方向 不能
【解析】(1)[1]磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场,而磁感线是不存在的。
(2)[2]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,电路中没有电流,导体静止不动,闭合开关后,电路中有电流,导体运动,说明磁场对通电导体有力的作用。
(3)[3][4]断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,磁场方向改变,再闭合开关,电流方向不变,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反,向左运动,这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(4)[5][6]断开开关,将图中电源的正、负极对调,电流的方向发生了变化,再闭合开关,会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反,这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
(5)[7]同时改变磁场方向和电流方向,导体运动的方向不变,不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
18.(2022·山东烟台·九年级期末)如图所示,一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路,则电磁铁的上端是______极。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,这就是简易的______(选填“发电机”或“电动机”),若只将电源的正负极互换,则线圈转动方向会与原来的转动方向______(选填“相同”或“相反”)。
【答案】 N 电动机 相同
【解析】[1]由图得,电磁铁上表面的电流方向向由,由右手安培定则得,电磁铁的上端是N极。
[2]该图中线圈的转动是靠通电导体在磁场中受力的作用,电动机就是利用该原理制成的。
[3]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,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。
19.(2021江苏苏州九年级月考)如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的___________,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为___________和内能。
【答案】电流方向 机械能
【解析】
在直流电动机的工作过程中,为了让电动机能够持续转动,在制作电动机时增加了换向器,当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向,及时改变通电线圈的受力方向,保证电动机能够连续转动。直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,工作时是把电能转化为机械能和内能。
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