精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）第20.4节 电动机（分层作业）（解析版）

第20.4节电动机（备作业）（解析版）（作业量：30分钟）【题型基础练习】※题型一、探究磁场对通电导线的作用1．如图所示，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．向左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，所以A错误，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，所以B正确，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，所以C错误，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，所以D错误，故D不符合题意。故选B。2．如图所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，当闭合开关，该磁场对导体ab产生向北的作用力，则下列哪种方式可以使得该磁场对导体ab的作用力方向向东（）。导体ab沿东西方向放置A．导体ab沿南北方向；B．导体ab沿南北方向；C．导体ab沿东西方向；D．导体ab沿东西方向【答案】B。【解析】A．根据左手定则，电流由南向北，磁感线朝下，受力向西，故A不符合题意；B．根据左手定则，电流由北向南，磁感线朝下，受力向东，故B符合题意；C．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝下，受力向南，故C不符合题意；D．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝上，受力向北，故D不符合题意。故选B。3.探究磁场对通电导体的作用：（1）连接如图所示电路，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动，说明通电导体在磁场中___________，此过程中___________能转化为___________能；（2）断开开关，将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向___________。【答案】受力的作用；电；机械；相反。【解析】（1）[1]力能改变物体的运动状态。依题意得，通电导体ab在磁场中运动，说明电导体在磁场中受力的作用。[2][3]通电导体ab在磁场中运动，消耗的电能转化为通电导体ab的机械能。（2）[4]通电导体运动的方向与磁场方向和电流方向都有关，只改变磁场的方向，通电导体运动的方向会发生改变。所以将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向相反。※题型二、直流电动机工作原理4.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180o时，电流沿dcda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180o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。5．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【答案】B。【解析】A．磁场的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知磁场方向不变，由电路分析可知，ab段与bc段的电流方向相反，所以ab段与bc段受到该磁场的作用力方向相反，故A不符合题意；B．由电路分析可知，ab段与ed段的电流方向相同，所以ab段与ed段段受到该磁场的作用力方向相同，故B符合题意；C．由电路分析可知，ab段与fe段的电流方向相反，所以ab段与fe段受到该磁场的作用力方向相反，故C不符合题意；D．由电路分析可知，fe段与ed段的电流方向相反，所以fe段与ed段段受到该磁场的作用力方向相反，故D不符合题意。故选B。6．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。※题型三、换向器与电动机的转向调节7．关于电动机的说法中不正确的是（）。A．电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的；B．电动机工作时，电能转化为机械能；C．直流电动机的换向器的作用就是改变磁场方向；D．直流电动机用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能【答案】C。【解析】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，所以电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的，A正确，故A不符合题意；B．工作时需要消耗电能，将电能转化为机械能，B正确，故B不符合题意；C．换向器的作用是改变线圈中电流的方向，C不正确，故C符合题意；D．直流电动机主要是将电能转化为机械能，用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能，D正确，故D不符合题意；故选C。8．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。9．如图所示，小明同学做了一个小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（）。A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的；B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动；C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力；D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去【答案】D。【解析】A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力的作用制成的，工作时将电能转化为机械能。故A错误；B．线圈两端（作为转轴）的漆皮若全部刮去，则线圈转过平衡位置时，由于线圈中的电流方向不变，则线圈始终受到一个方向不变的力，因此线圈不能持续转动，故B错误；CD．为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样就可以让线圈转动时有半周通电受力转动，另外半周不通电依靠惯性继续转动，从而实现连续转动。故C错误，D正确。故选D。10.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。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是。线圈从图示位置再转动度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。（2）图乙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了，该装置能在线圈刚转过（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）图丙所示的电动机模型中，调换模型中器件（填图中的序号）的放置可以方便改变电动机的转动方向。通电后电动机模型的线圈不转动，用手拔一下，线圈就连续转动起来，则刚才线圈不转动的原因是。【答案】（1）电流（或通电线圈）；电流方向不同；90；（2）换向器；刚转过；（3）①；摩擦力较大。【解析】（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用。线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同；当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。（3）①因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，调换器件①的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向；②卡住和转动后摩擦力是不同的，卡住是静摩擦力，转动后是滑动摩擦力，静摩擦力力可以比滑动摩擦力大；故若线圈的轴与轴架间的摩擦力太大，电动机可能被卡住，即使拨动，由于动摩擦力小于静摩擦力的缘故，也会转动。故答案为：（1）电流（或通电线圈）；电流方向不同；90；（2）换向器；刚转过；（3）①；摩擦力较大。【巩固提高练习】11．用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（）。A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关【答案】A。【解析】由题意可知：接通电源，发现导体ab向右运动，把电源正负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向左运动。说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。12．在如图所示的实验装置中，接通电源后，导体AB受力的作用发生运动，然后改变电流方向或磁感线方向，则下列叙述中错误的是（

）。A．在上述实验现象中，是机械能转化为电能；B．通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关；C．通电导体在磁场中受力的方向跟磁感线方向有关；D．同时改变电流方向和磁感线方向,通电导体的受力方向不变【答案】A。【解析】A．在上述实验现象中，通电导体在磁场中运动，是电能转化为机械能，故A错误，符合题意；BC．只改变电流方向或者只改变磁感线方向，通电导体在磁场中运动的方向都会发生改变，说明通电导体在磁场中受力方向跟电流方向和磁感线方向有关，故BC正确，不符合题意；D．电流方向和磁感线方向两个影响因素同时改变时，受力运动方向不变，故D正确，不符合题意｡故选A｡13.如图，闭合开关，导体ab向左运动，若只改变电流方向，ab会向________(选填“左”或“右”)运动；以此为原理可制成________(选填“电动机”或“发电机”)。【答案】右；电动机。【解析】[1][2]通电导体在磁场中受力的作用，作用力的方向与磁场方向和电流方向有关。若只改变电流方向，ab会向右运动；应用此原理可制成电动机。14．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。15．图甲为一个简易电动机，它由一节旧电池、小块钕磁铁和线框组成，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；线框的ab段和cd段的电流方向___________（填相同或相反），磁场对ab段的作用力垂直于纸面向里，则cd段受到的磁场力垂直于纸面___________（填向外或向里），线框在转动过程中能的转化是：___________。【答案】N；相同；向外；电能转化成机械能。【解析】[1]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，在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，磁铁上端为N极。[2][3]已知磁场对线框ab段的作用力垂直于纸面向里，线框的ab段和cd段的电流方向相同，磁场方向不同，线框cd段受到的磁场力垂直于纸而向外。[4]线框在转动过程中消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。16．阅读短文，回答问题：阅读以下材料，回答下列问题。人工心脏泵血液是人体输送氧气与营养的主要载体，心脏就像发动机，为这一输送提供了动力。医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图甲是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动．活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启．手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图乙所示。使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比．当血管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示。n1．000．900．800．750．60v/ms﹣10．1800．2000．2250．2400．300（1）甲图中，当线圈中的电流从A流向B时，活塞向______（选填“左”或“右”）运动，血液从______（选填“S1流出”或“S2流入”）。线圈中的应该用_____（选填“直流电”或“交流电”）。（2）图乙中电磁血流计的工作原理是________；若仅调换