17.2　探究电动机转动的原理 同步练习

第十七章电动机与发电机17.2探究电动机转动的原理基础过关全练知识点1磁场对电流的作用1.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置于蹄形磁铁的两极之间的光滑金属导轨上。(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质,这种物质是(选填“磁场”或“磁感线”);

(2)小明利用图示装置探究磁场对通电导体的作用,为了使实验顺利进行,导体棒ab应选用(选填“铁棒”或“铜棒”);

(3)小明通过观察导体棒的来判断导体棒在磁场中的受力方向;

(4)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。这一过程中电能主要转化为能;

(5)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体棒ab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;

(6)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向,说明通电导体棒在磁场中的受力方向与有关;

(7)如果同时改变磁场方向和电流方向,(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关;

(8)将两节电池减为一节,发现导体棒ab运动的现象不明显,说明此现象中产生力的大小与有关;

(9)生活中的(选填“手摇式自发电手电筒”“电风扇”或“电灯泡”)就是利用了该实验所揭示的原理工作的。

知识点2换向器的作用与电动机的工作原理2.关于换向器的作用,下列说法中正确的是()A.直流电动机的换向器既可以改变线圈中的电流方向,又可以改变外部电流方向B.直流电动机的换向器是将外部电路的直流电变成线圈中的交流电C.直流电动机的换向器是用来改变电流的大小和方向的D.当直流电动机的线圈刚转过平衡位置时,换向器能立即改变线圈中的电流方向3.(2022江苏徐州中考)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4.将如图甲所示的铜线框上方的尖端挂在电池的正极,并保持良好接触,下端的两个弧形导线头P、Q分别压在磁钢柱的前后两侧,且始终与磁钢柱接触良好,磁钢柱吸附在电池底部的负极上,制成如图乙所示的小玩具,铜线框由静止释放后会转动起来。如果铜线框下面的两个导线头P、Q中有一个与磁钢柱表面不接触,线框发生转动;如果将磁钢柱吸附在电池负极的磁极调换一下,线框转动的方向改变。(均选填“会”或“不会”)

甲乙能力提升全练5.如图所示是实验室中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。线圈中的电流越大,指针偏转角度越大。则下列说法正确的是()该装置利用了电流的热效应原理 B.线圈中有电流通过时,把电能全部转化为内能C.改变线圈中的电流方向,其转动方向不会改变D.线圈中的电流越大,其所受的磁场力越大6.)矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示,ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力,下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同()A.ab段与bc段 B.ab段与ed段 C.ab段与fe段 D.fe段与ed段7.如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对有力的作用,利用这一原理可以制成机;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到铝棒向运动。

8.如图在扬声器的线圈两端连接干电池,扬声器持续发声,线圈持续受到磁场的作用力。(均选填“会”或“不会”)

9.如图甲是小雪自制的小风扇,使用时发现小风扇转动,但风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的实验,探究其原因。甲乙(1)闭合开关,给铜棒ab通电,发现铜棒ab向右运动,这表明铜棒ab在磁场中受到的作用。

(2)保持磁场方向不变,将电源正负极对调后接入电路,闭合开关,发现铜棒ab向左运动,这表明

。

(3)保持电流方向不变,将磁体的两极对调,闭合开关,发现铜棒ab向右运动,这表明

。

(4)根据实验,要改变小风扇转动方向,小雪应该。

(5)请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器:。

素养探究全练10.阅读短文回答问题。未来航母003据媒体报道,国产航母003将采用效率更高的电磁弹射装置。电磁弹射不仅弹射飞机效率高,而且可以根据飞机吨位的不同,调节相对应的弹射力量。弹射前,舰载机处于弹射装置形成的强磁场中,当有强电流通过时,迅速产生强大的推力将舰载机弹出,此时舰载机的喷气发动机全速运转,向后喷射出高温燃气流。高温燃气流对后方飞机和人员危害甚大,这时弹射器后方张起的挡板可使燃气流向上偏转,这些挡板叫“偏流板”。在偏流板的背后装有供冷却水循环流动的格状水管来降低偏流板的温度。(1)航母003采用的电磁弹射装置,其工作原理与图(选填“甲”或“乙”)的实验原理相同。

(2)舰载机起飞过程中,喷气发动机的能量转化与热机的冲程的能量转化相同。

(3)用水来冷却偏流板是利用了水的较大的性质。

(4)为提高舰载机的飞行时间,请你从研制方面提出一条合理化建议:_______________________________________________________。

答案全解全析基础过关全练1.(1)磁场(2)铜棒(3)运动方向(4)通电导体机械(5)相反磁场方向(6)相反电流方向(7)不能(8)电流大小(9)电风扇解析(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质——磁场,而磁感线是实际不存在的;(2)探究磁场对电流的作用时,因为磁体能够吸引磁性材料,所以不能选择铁棒进行实验,而是选择铜棒;(3)实验中通过观察导体棒的运动方向来判断导体棒在磁场中的受力方向;(4)闭合开关前,电路中没有电流,导体棒ab静止不动,闭合开关后,电路中有电流,导体棒ab运动,说明磁场对通电导体有力的作用;在这一过程中消耗电能,得到机械能,电能主要转化为机械能;(5)将图中磁铁的N、S极对调,磁场方向改变,电流方向不变,发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关;(6)将图中电源的正、负极对调,电流的方向发生变化,磁场方向不变,发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关;(7)同时改变磁场方向和电流方向,导体棒运动的方向不变,不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关;(8)将两节电池减为一节,电压减小,从而电流减小,发现导体棒ab运动的现象不明显,说明此现象中产生力的大小与电流大小有关;(9)生活中的电风扇是利用了该实验所揭示的原理工作的。2.D为了使线圈持续地转动下去,当直流电动机的线圈刚过平衡位置时换向器能立即改变线圈中的电流方向,D正确。3.B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线圈通电后,磁体开始逆时针旋转,B符合题意。4.会会解析线框转动是因为通电导线在磁场中受到力的作用,由题知一个导线头与磁钢柱表面不接触时,与另外一个导线头仍有电流通过,同样有力的作用,线框也会发生转动。改变磁场方向,线框转动的方向也会相应改变。能力提升全练5.D由图可知其原理是通电线圈在磁场中受力而转动,A错误;线圈中有电流通过时,电能主要转化为机械能,还有一小部分转化为内能,B错误;改变线圈中的电流方向,其转动方向发生改变,C错误;电流越大,线圈受到的力越大,指针偏转的幅度越大,D正确。6.B若磁场方向相同,电流方向相同,则通电导体的受力方向相同,分析电路图可知ab段电流向下、fe段电流向上、bc段电流向上、ed段电流向下,ab段和ed段电流方向相同,受到磁场的作用力方向相同,fe段和bc段电流方向相同,受到磁场的作用力方向相同。故选B。7.通电导体电动右解析图中闭合开关,有电流通过铝棒,观察到铝棒向左运动,说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是利用这一原理制成的;对调电源正、负两极,磁场方向不变,再次闭合开关时,铝棒中的电流方向与原来相反,因此铝棒受力的方向也与原来相反,所以此时铝棒会向右运动。8.不会会解析图中扬声器连接干电池后,线圈中有电流通过,所以线圈会持续受到磁场的作用力;但由于干电池提供给线圈的是直流电,线圈在磁场中受力方向不会发生改变,因此线圈不能来回振动,扬声器不会持续发声。9.(1)力(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关(3)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关(4)改变电流方向(5)电吹风解析(1)闭合开关,给铜棒ab通电,铜棒ab中有电流通过,向右运动,表明铜棒ab在磁场中受到力的作用;(2)保持磁场方向不变,将电源正负极对调后接入电路,闭合开关,电路中的电流的方向发生了变化,发现铜棒ab向左运动,表明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关;(3)保持电路中电流方向不变,将磁体的两极对调,磁场的方向发生了变化,闭合开关,发现铜棒ab向右运动,表明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关;(4)根据实验结论可知,通电导体在磁场中受力运动的方向与电流方向、磁场方向有关,要改变小风扇转动方向,小雪应该对调电源正负极;(5)小风扇实际上是一个电动机,电吹风、扬声器、洗衣机等用电器中都有电动机。素养探究全练