沪粤版初中物理九下17.1 《关于电动机转动的猜想》（分层练习）-2023-2024学年九年级下册物理同步课堂（沪粤版）解析版

17.1关于电动机转动的猜想一、选择题1．电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（）A．电能转化成热能 B．电能转化成机械能C．机械能转化成电能 D．太阳能转化成机械能【答案】B【解析】电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故只有B正确。2．电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛地应用于日常生活和生产实践中．下列家用电器中应用了电动机的是（）A．豆浆机 B．电饭锅C．电热水壶 D．电烤箱【答案】A【解析】豆浆机通电时，叶轮会发生转动，表明豆浆机内部有电动机，所以洗衣机应用了电动机；电饭锅、电热水壶、电烤箱通电时，电能转化为热，它们是利用了电流的热效应．故选A。【点睛】电动机的工作特点是通电以后，电动机的转子会发生转动．所以要判断哪个用电器应用了电动机，就看哪个用电器通电以后，会发生转动。3．如图所示的工具，在工作过程中使用热机的是A．自行车

B．柴油车C．电动车

D．皮筏艇【答案】B【解析】自行车是靠人力前行的；柴油车是靠柴油内燃机工作的，内燃机属于热机；电动车是靠电动机将电能转化为机械能的；皮划艇是靠人力前行的，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。二、填空题4．根据所示直流电动机的结构示意图，看图写出各部分的名称：abcd是；A、B是；E、F是；N、S是。在电动机里的部分叫转子，的部分叫定子，其中线圈是，磁体是。【答案】线圈电刷换向器磁体转动固定转子定子【解析】[1][2][3][4][5][6][7][8]从图中可以看出，abcd是线圈；A、B是电刷；E、F是换向器；N、S是磁体。在电动机里转动的部分叫转子，固定的部分叫定子，其中线圈转动是转子，磁体固定不动是定子。5．如图所示，是探究“让通电导线在磁场中动起来”的实验装置。当闭合开关后，导体棒ab在轨道上向右运动，交换磁极方向后，闭合开关，导体棒ab向左运动，这说明磁场中通电导线受力方向和有关；从能量角度来看，磁场对电流有力的作用，表明电能可以转化为。【答案】磁场（方向）机械能【解析】[1]通电后磁场中的导体棒会运动，说明通电导体在磁场中受力的作用。只对调磁极导体棒受力方向改变，说明通电导线受力方向与磁场方向有关。[2]磁场对通电导线有力的作用，使导体棒运动，说明电能可以转化为机械能。6．直流电动机是根据原理制成的，工作时，把能转化为能。【答案】通电线圈在磁场中受力转动电机械【解析】[1]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。[2][3]电动机消耗电能产生机械能，即它就是将电能转化为机械能的装置。7．直流电动机是根据原理制成的，在输入电流时采用来改变线圈中的电流方向，从而使它能连续转动。【答案】通电线圈在磁场中受力转动换向器【分析】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，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。【解析】[1]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，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。[2]直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，在输入电流时采用换向器来改变线圈中的电流方向，从而使它能连续转动。8．如图所示，电源电压恒为10V，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，直流电动机M的额定电压为6V，线圈电阻为2Ω。当闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为，此时电路中的电流为A，整个电路通电100秒产生的内能为J。【答案】机械能0.4192/1.92×102【解析】[1]电动机工作时，电动机的转子转动，动能增加，即机械能增加，同时电流流过线圈产生热量，线圈的内能增加，但电动机主要将电能转化为机械能。[2]由题意可知，电源电压为U=10V，电动机线圈电阻为r=2Ω，闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，则此时电动机两端电压为UM=6V，滑动变阻器接入电路中的电阻为R=10Ω，电路中滑动变阻器和电动机串联，由串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和得，滑动变阻器两端电压为由欧姆定律可知，此时电路中电流为故此时电路中的电流为0.4A。[3]电路为串联电路，则电路的总电阻为整个电路通电t=100s产生的内能等于电路中电阻产生的热量，由焦耳定律可得，电路产生的热量为故整个电路通电100秒产生的内能为192J。9．中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的电路元件符号是。操纵无人机飞行控制器右手的“调速”手柄（如图所示）。可改变飞行的速度，与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个；这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于（选填“半导体”、“导体”或“绝缘体”）。【答案】滑动变阻器绝缘体【解析】[1]电动机在电路图中元件符号。[2]电动自行车上的“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。[3]上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于绝缘体。10．如图，这是（选填“发电机、“电动机”）原理图，若将图中的磁体的S极和N极交换位置，其他保持不变，则线圈ab边所受力的方向（选填“改变”、“不改变”、“可能变也可能不变”）【答案】电动机改变【解析】图中有电源，是电动机，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的；通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关，若将图中的磁体的S极和N极交换位置，改变磁场方向，其他保持不变，则线圈ab边所受力的方向改变。【点睛】发电机和电动机的原理图容易混淆，无电源，磁生电，是发电机；有电源，是电动机。11．如图是人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这时车钥匙其实就是一个；给电动车充电时，电瓶相当于（选填“电源”或“用电器”）；正常行驶时，电动车将能转化为机械能。【答案】开关用电器电【解析】[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，所以这车钥匙其实就是一个开关，控制电路的通断。[2]给电动车充电时，将电能转化为化学能，此时电瓶相当于用电器。[3]在骑行时，用蓄电池来供电，将蓄电池的化学能转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能。三、实验题12．如图所示是小明同学设计的实验装置图，请你说明：(1)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：(写出两点)(2)开关闭合后，如果电动机不转，这时应做哪些尝试？(说出两点即可)①；②．(3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是，在方框内画出实验电路图(电动机用符号表示)．【答案】只改变电流方向，只改变磁场方向将线圈捻转一定角度换一块磁性更强的磁体滑动变阻器【解析】（1）要想改变运动方向，应改变线圈在磁场中的受力方向，由左手定则可知应改变电流方向或者改变磁场方向；（2）线圈不转可能是线圈处于平衡位置，可以将线圈转过一定角度；可能是通过电路的电流太小，因此可以换一块磁性更强的磁体或者增大电源电压；（3）要想控制线圈的转速，可以控制电流的大小，故可以接入滑动变阻器，将滑动变阻器与电机串联即可起到控制电流的作用，原理如下图：13．如图所示为“探究感应电流产生的条件”的实验装置，蹄形磁铁放置在水平桌面上，闭合开关后：（1）要使电路中有电流导体ab、开关、灵敏电流计盒导线必须构成电路；（2）导体ab沿方向运动时，电流指针不偏转，只要导体做切割磁感线的运动，电路中就有产生．（3）做切割磁感线运动的导体ab，在电路中的作用相当于；（4）若要改变电流计指针偏转的方向，你的作法是（说出一种方法即可）；（5）在此装置中，当导体ab沿水平方向运动时，要使电流计指针偏转幅度变大，你的做法是；（6）若用导线替代电流计，再给你一个小磁针，利用该装置完成此实验的方案是．【答案】闭合磁感线感应电流电源保持磁场方向不变,改变导体ab在磁场中的运动方向增大导体切割磁感线运动的速度奥斯特实验【解析】(1)要使导体中产生感应电流，导体ab、开关、灵敏电流计盒导线必须构成闭合电路。(2)导体ab上下运动时，导体没有切割磁感线运动，所以导体中没有感应电流；导体ab左右运动时，导体切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应。(3)做切割磁感线运动的导体ab，在电路中的作用相当于电源。(4)由于感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关，因此要改变感应电流的方向，可以采取以下措施：①保持磁场方向不变，改变导体ab在磁场中的运动方向；（或保持导体的运动方向不变，使磁体的NS极对换）。(5)由于感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的，感应电流的大小应该与磁场强弱、导体运动的快慢有关．可以采取以下措施：①增大磁场的强度；②增大导体切割磁感线运动的速度。(6)若用导线替代电流计，把小磁针放在导线下面，利用该装置完成此实验的方案是：奥斯特实验。

一、选择题1．电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇，电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（）A．电能转化成机械能 B．机械能转化成电能C．太阳能转换成机械能 D．内能转化成机械能【答案】A【解析】电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故BCD错误，A正确。故选A。2．如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，他应将（）A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉【答案】A【解析】A．当将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉或左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，通电后在一个半周内受到磁场的力的作用而转动，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，故A正确；B．如果两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，故B错误；C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，左右转轴不能同时接通电源，始终无法形成闭合回路，电路中无电流，不会转动，故C错误；D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉，另一端为绝缘体，电路中无电流，不会转动，故D错误。故选A。3．下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（）A．蓄电池充电时，化学能转化为电能B．暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能C．用热水袋取暖时，内能发生了转移D．电动机工作时，机械能转化为电能【答案】C【分析】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．【解析】A、蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能．故A错误；B、暖瓶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，所以是内能转化为机械能．故B错误；C、利用热水袋取暖时，热水袋温度降低内能减少，人体获得热量，所以是内能的转移．故C正确；D、电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能．故D错误．故选C。4．下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（）A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电【答案】D【解析】A．由图可知，导线ab在这两个时刻电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A正确，不符合题意；B．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，故B正确，不符合题意；C．读图由左手定则可知：电源的左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，故C正确，不符合题意；D．电动机之所以能转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故D错误，符合题意。故选D。二、填空题5．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈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（填“发电机”或“电动机”）。【答案】N电动机【解析】[1]根据安培定则，C为电流进入螺线管的方向，即四指的方向，而大拇指指上上端，故上端是N极。[2]有电池，故是通电线圈在磁场中受到力的作用，故是电动机。6．图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为（填“N”或“S”）极；线框在转动过程中将能转化为能。【答案】N电机械【解析】[1]由图乙知，磁铁的上端为N极，因为磁感线由磁体的N极出来回到S极。[2][3]线框能够转动，是因为通电导体在磁场中受到力的作用，所以这个过程是电能转化为机械能。7．如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？．如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度将变．如果改变线圈中的电流方向，线圈的转动方向将．

【答案】能大改变【解析】[1]如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，即一端刮去一半，另一端全部刮去，这样当线圈通过电流时，受磁场力转动，转到平衡位置时，电流被切断，线圈可以利用惯性继续转动，所以通电后线圈能连续转动。[2]如果通过线圈的电流变大，线圈受到的磁场力变大，所以转动速度将变大。[3]如果改变线圈中的电流方向，线圈受到的磁场力方向相反，所以转动方向将改变。【点睛】注意理解导线一端刮去半周时，有类似换向器的作用，但又不完全相同，换向器是改变电流方向，而刮去半周只是切断电流，让线圈依靠惯性继续转动下去。8．一台电动机的线圈电阻为，接通电源后通过线圈的电流为0.5A，该电动机工作100s，电流在线圈上产生的热量是J；已知这100s内电动机消耗的电能是600J，则由电能转化成的机械能是J。【答案】15585【解析】[1]由题知，电动机的线圈电阻为0.6Ω，通过线圈的电流为0.5A，电动机工作100s，电流在线圈上产生的热量电流在线圈上产生的热量15J。[2]电动机工作时，将电能转化为机械能和内能，所以电能转化成的机械能电能转化成的机械能585J。三、实验题9．研究电动机的工作过程。（1）电动机的工作原理是磁场对有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是；（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了，该装置能在线圈（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向；（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中（选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈（选填“处于”或“不处于”）平衡位置。【答案】电流电流方向相反换向器刚转过不能处于【解析】（1）[1]由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以有电流通过的线圈在磁场中能够转动。[2]由于ab、cd通过的电流方向相反，而它们所受的磁场方向相同，所以所受的磁场的作用力相反。（2）[3][4]图乙中，线圈通过平衡位置后，两边框通过的电流方向、磁场方向不变，则两者所受的力的方向与原来的相反，那么力的作用与线圈的转动方向相反，线圈不能连续转动。所以加装了换向器，让线圈刚转过平衡位置便改变电流的方向，保证线圈所受的力让其连续转动。（3）[5]图丙中，线圈中所受的电流方向不变、磁场方向保持不变，线圈转过平衡位置后，线圈所受的力与转动方向相反，不能沿某方向持续转动。[6]线圈在图丙位置时，受到磁场的作用力一个向上，一个向下，且大小相等，是一对平衡力，所以线圈处于平衡位置。10．用如图所示的装置进行通电导线在磁场中受力运动的实验，回答下列问题：（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab（选填“运动”或“静止”）；（2）把电源的正、负极对调后接通电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab反方向运动；保持电源的正、负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟的方向和的方向都有关系；（3）若增加电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会（选填“加快”或“减慢”），这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟和有关。【答案】运动电流磁场加快电流的大小磁场的强弱【解析】（1）[1]由于通电导线在磁场中受力的作用，因此把导线放在磁场里，接通电源，会发现导线ab运动。（2）[2][3]把电源的正、负极对调后接入电路，这时导线ab反方向运动，保持电源的正、负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab反向运动，由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向与电流方向和磁场方向有关。（3）[4][5][6]若增加电源电压，通过导体的电流变大，导体运动的速度加快；增强磁体的磁性，导体的运动速度加快，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟电流的大小和磁场磁性的强弱有关。四、综合题11．如图甲是小名同学安装好的直流电动机模型：（1）请写出图中A部件的名称：．

（2）在安装该模型时要按照由下而上，（“由外而内”或“由内而外”）的顺序安装．

（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是

A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦B．电刷与换向器的接触松紧要适当C．不要使各元件因安装不当而产生形变D．每一只固定螺钉均不能拧紧（4）小名把安装好的电动机．变阻器．电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示①请用笔画线代替导线完成图中实验器材的连接．（要求滑片向右移，电动机转速变慢）②合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈的什么发生了改变？③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是什么？

（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你举出一种装有电动机的家用电器的名称．【答案】换向器由内而外D线圈的转动方向发生了改变原因是线圈处在平衡位置电风扇【解析】(1)图中A部件是：换向器。(2)在安装该模型时要按照由下而上，由内而外顺序安装。(3)为了使组装的电动机模型能够正常运转，安装时要注意：①要尽量减小轴与轴架之间的摩擦；②电刷与换向器的接触松紧要适当；③不要使各元件因安装不当而产生形