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九年级物理 第二十章 第4节 电动机 同步练习
一、单选题
1．如图所示，静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一电磁铁，闭合开关，下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁右端为N极，电源正负极交换电磁铁磁极交换
B．小车受到斥力向右运动
C．只将滑片P向右移动，电磁铁磁性减弱
D．只将电源正负极交换，电磁铁磁性增强
2．如图所示是同学们的小制作，针对它们的相关说法正确的是（ ）
A．皮筋动力小车是小车动能和橡皮筋弹性势能相互转化而前进的
B．热机是利用内能做功，把水蒸气的内能转化为风车的机械能
C．自制照相机是利用光的反射定律的原理制成的
D．泡沫塑料切割机是利用磁场对电流有力的作用工作的
3．如图，现在很多的家庭在装修客厅的时候会选择安装隐形风扇灯，在天气炎热的时候，使用风扇灯可以让室内更加凉爽。下列说法正确的是（ ）
A．风扇和灯串联在家庭电路中 B．隐形风扇内部装有直流电动机
C．风扇的工作原理是电磁感应 D．风扇工作时由电能转化为机械能
4．电磁弹射车常用于航空母舰上助力飞机起飞，其原理可简化为如图所示，两根金属导轨沿水平方向放置在磁场中，电磁弹射车横跨在导轨上，通电后，弹射车受力向右行驶。若不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．弹射车在轨道上做匀速直线运动
B．此过程中电能转化为机械能
C．只调换电源的正负极，通电后弹射车受力方向不变
D．弹射车脱离金属导轨后仍受到磁场力的作用
5．一款自动跟随旅行箱亮相国际消费类电子产品博览会，如图所示，旅行箱内置跟随芯片，通过专用的多功能遥控器，可以控制驱动电机在一定范围内使箱体自动跟随主人。下列说法错误的是（ ）
A．制作芯片的主要材料是半导体
B．给该旅行箱蓄电池充电时，蓄电池相当于电源
C．该旅行箱在行驶过程中驱动电机将电能主要转化为机械能
D．该旅行箱以1m/s的速度匀速行驶1.5km需要25min
6．如图甲所示，使导体AB从图示位置向右运动，图乙使导体AB从图示位置向上运动，两次电流表指针都向左偏转。用“o”表示闭合电路一部分导体AB，则图中同样使电流表指针都向左偏转的是（ ）
A． B．
C． D．
7．高铁列车给人们的出行带来了便利，如图所示，“五一”期间，小丽乘坐高铁列车去游玩。下列说法正确的是（ ）
A．列车在平直轨道上匀速行驶时受非平衡力作用
B．列车上的插座间是串联连接的
C．列车的电动机的工作原理是电磁感应现象
D．放在桌面上的手机“纹丝不动”所选的参照物是座椅
8．如图为家用除螨仪，其内置强力拍打器，用每分钟几千次的频率模拟人工拍打被褥的动作，将被褥里的脏物拍打出来，被高速的旋转刷头刷入，通过强大吸力吸入到积尘盒中，再通过紫外线模拟太阳光线，照射破坏微生物机体细胞，使螨虫、细菌等丧失生存及繁殖能力。下列说法正确的是（ ）
A．除螨仪将被褥里的脏物拍打出来是利用被褥的惯性
B．拍打器工作时将电能转化为机械能
C．将脏物吸入积尘盒是因为流体的流速大压强大
D．紫外线不仅能够杀菌，还具有热效应
二、填空题
9．用电动机竖直提升重物。
（1）图1中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在( )
A．MN段动能不变 B．MN段机械能不变
C．NO段机械能增大 D．OP段重力势能减小
（2）图1中ab边所受磁场的作用力为F。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图2所示位置，则( )
A．图1中流过ab边的电流方向是从b到a
B．图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相同
C．图2中ab边受到磁场作用力的方向与F的相反
D．图2中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反
10．将铭牌上分别标有“220V 60W”的灯L1和“220V 100W”的灯L2采用如图所示的电路连接后接在家庭电路的插座上，发现“60W”的L1较亮，说明L1的实际功率 ，通过L1、L2的电流 ；如果用一磁性较强的磁铁靠近发光的灯泡L1或L2，发现其灯丝在不停地晃动，这说明磁场对通电的钨丝有 的作用。
11．我们考试时，各个考场内用于播报考试须知的扬声器在电路中是 联的。扬声器的工作原理和 （选填“电动机”或“发电机”）相似。
12．下图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图，该电动机工作时将电能转化为 能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向，你可以采取的方法是 （写一条合理方法即可）。
13．扬声器（喇叭）是可以扩大声音的设备，它的工作原理是通电导体在磁场中受到 的作用而运动，“扩大”是指将声音的 增大。
三、简答题
14．试解释：当电池用的时间久了，录音机为什么拉不动录音带？为了使电动机转得更快，可以采取哪些措施？
15．如图所示，请说明这两个单刀双掷开关是如何控制电动机正转和反转的。
四、作图题
16．当开关闭合后，cd段所受到的磁场力的方向如图1所示。请画出图2和图3两种情况中ab段所受到的磁场力的方向。
17．设计一个电路，使电动机在人的操作下既能正转，也能反转。电动机的符号是“”。
五、实验题
18．如图甲是叶子姐姐自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，但风却向后吹。叶子姐姐设计了如图乙所示的实验，探究其原因。
（1）闭合开关，给导体棒ab通电，发现导体棒ab向右运动，这表明导体棒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，发现导体棒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，发现导体棒ab向右运动，这表明 ；
（4）上述实验的原理与 装置的原理相同。
A．动圈式话筒
B．扬声器
19．如图，创新小组自制小小电动机：用硬金属丝制作两支架m、n，固定在木板上；把一段粗漆包线绕成矩形线圈abcd，漆包线的两端伸出作为引线，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周，将引线放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。把线圈和电磁铁按图示接入电路，闭合开关，用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
（1）引线上的漆皮要刮掉，原因是漆皮属于 ；
（2）线圈abcd与电磁铁的连接方式是 联；电磁铁外部的磁场与 磁体的磁场相似，电磁铁上端的磁极是 极；
（3）线圈转动一周时，只有半周获得了动力，要靠 转过另半周；
（4）若把电池正负极对调，闭合开关，线圈的转动方向将 （改变/不变）。
六、计算题
20．小丽学习了电磁继电器的相关知识后，结合自己上下楼乘坐电梯的情况（如图甲），设计了一个电梯超载自动报警模拟装置，其工作原理如图乙，U0=9V。且保持不变，定值电阻R1=10Ω，R2为压敏电阻，其阻值大小随压力F大小变化的图像如图丙，小丽所设计的模拟装置的最大承载质量为100kg。（不计电磁铁线圈的阻值，g=10N/kg）
（1）当压敏电阻承载物体的质量为20kg时，定值电阻R1消耗的电功率是多少？
（2）当压敏电阻两端电压为4V时，通过计算确定该电梯超载自动报警装置是否报警？
（3）请你指出小丽设计装置中的组件或元件所利用的物理知识或物理原理。（说出一个即可）
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参考答案：
1．C
【详解】AB．电流从电源的正极流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端是N极，右端为S极；若电源正负极交换，电流的方向发生改变，则电磁铁磁极交换；小车上的磁铁左端为N极，异名磁极相互吸引，小车受到了一个向左的吸引力，小车就会向左运动，故AB错误；
C．滑片P向右移动，连入电路的电阻增大，电源电压不变，电流减小。在线圈匝数和铁芯不变时，电流减小，电磁铁的磁性减弱，故C正确；
D．把电源的正负极对调，改变了电流方向，可以改变电磁铁的极性，但不能改变磁性强弱，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】A．皮筋动力车能前进是通过把弹性势能转化为动能而获得动力，故A错误；
B．热机是利用内能做功，即水蒸气对风车做功，把水蒸气的内能转化为风车的机械能，故B正确；
C．自制照相机是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像原理制成的，利用光的折射，故C错误；
D．泡沫塑料切割机是利用电流的热效应工作的，工作时把电能转化为内能，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】A．风扇和灯在家庭电路中，工作时彼此之间互不影响，则风扇和灯并联在家庭电路中，故A错误；
B．由于家庭电路是交流电路，则可知隐形风扇内部装有交流电动机，故B错误；
C．风扇的工作原理是通电的导线在磁场中受到力的作用，故C错误；
D．风扇工作时，是在电流的作用下转动，则由电能转化为机械能，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】A．不计空气阻力和摩擦，弹射车只受到磁场作用力，在轨道上做加速直线运动，故A错误；
B．此过程中，通电的弹射车在磁场中受到力的作用，消耗的电能转化为弹射车的机械能，故B正确；
C．通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向和电流方向有关，只调换电源的正负极，通电后弹射车受力方向改变，故C错误；
D．弹射车脱离金属导轨后，由于惯性继续运动，但不再有电流通过，不受磁场力的作用，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】A．半导体是制作芯片的主要材料，故A正确，不符合题意；
B．给旅行箱蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，所以相当于用电器，故B错误，符合题意；
C．旅行箱在行驶过程中驱动电机，即电动机将电能主要转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．旅行箱行驶的时间
故D正确，不符合题意。
故选B。
6．A
【详解】A．图中磁场方向与甲图的磁场方向相反，导体运动方向也与甲图中导体运动方向相反，则产生感应电流方向不变，电流表指针向左偏转，故A符合题意；
B．图中磁场方向与甲图的磁场方向相反，导体运动方向与甲图中导体运动方向相同，则产生感应电流方向与甲图中相反，电流表指针向右偏转，故B不符合题意；
C．图中磁场方向与乙图的磁场方向相同，导体运动方向与甲图中导体运动方向相反，则产生感应电流方向与乙图中相反，电流表指针向右偏转，故C不符合题意；
D．图中磁场方向与乙图的磁场方向相反，导体运动方向与甲图中导体运动方向相同，则产生感应电流方向与甲图中相反，电流表指针向右偏转，故D不符合题意。
故选A。
7．D
【详解】A．列车在平直轨道上匀速行驶时，运动状态不变，受力平衡，故A错误；
B．列车上的插座在使用时互不影响，是并联的，故B错误；
C．电动机工作时，消耗电能，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C错误；
D．放在桌面上的手机“纹丝不动”，以桌椅为参照物，手机与桌椅之间没有发生位置变化，是静止的，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】A．除螨仪将被褥里的脏物拍打出来，脏物由于惯性保持原来的状态，离开了被褥，因此是利用脏物的惯性，故A错误；
B．拍打器与电动机的工作原理相同，拍打器工作时将电能转化为机械能，故B正确；
C．由于在流体中，流动速度大的地方，压强小；因此将脏物吸入积尘盒是因为流体的流速大压强小，使得除螨器的内外压强差大，产生压力差，脏物在压力差的作用下被吸进积尘盒，故C错误；
D．根据红外线和紫外线的特点可知，具有热效应的是红外线，故D错误。
故选B。
9． C D
【详解】（1）[1]A．动能与质量、速度有关，质量、速度越大，动能越大。MN段速度增大，质量不变，动能增大，故A不符合题意；
B．MN段动能增大，同时高度升高，质量不变，重力势能增大，所以机械能增大，故B不符合题意；
C．在NO段速度不变，质量也不变，动能不变，但高度升高，重力势能增大，所以在NO段机械能增大，故C符合题意；
D．OP段高度升高，质量不变，所以重力势能增大，故D不符合题意。
故选C。
（2）[2]A．图1中，电流从正极流出，经开关，从a流向b，所以电流方向是从a到b，故A不符合题意；
B．导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向相同是，电流反向，导体受力也会反向，故图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故B不符合题意；
C．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，ab边的电流方向仍是从a到b，磁场方向没有发生变化，所以图2中，ab边受到磁场作用力的方向与F的相同，故C不符合题意；
D．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，cd边的电流方向仍是从c到d，与图2中ab电流方向相反，磁场方向没有发生变化，所以图2中，cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故D符合题意。
故选D。
10． 较大 一样大 力
【详解】[1][2]由题意可知两灯串联，通过L1、L2的电流相等，由小灯泡的亮度由实际功率决定可知，若发现“60W”的L1较亮，L1的实际功率较大。
[3]灯丝在磁场中晃动，说明其受到了力的作用，由此说明磁场对通电的钨丝产生了力的作用。
11． 并 电动机
【详解】[1][2]各个考场内用于播报考试须知的扬声器工作时互相不影响，所以在电路中是并联的。扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，和电动机相似。
12． 机械 改变电流方向
【详解】[1]电动机工作时，需要消耗电能，同时电动机转动，可知将电能转化为机械能。
[2]改变电动机的转动方向的有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场的方向。
13． 力 响度
【详解】[1]扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，从而带动锥形纸盆跟着振动，把电信号变为声信号。
[2]扬声器（喇叭）是扩大声音的设备，也就是增大声音的响度。
14．见解析
【详解】当电池用的时间久了，它的电压会变小，从而电流也变小，录音机里面是有电动机的，磁场对通电导线的作用力大小，和电流大小、磁场强弱有关，电流变小，这作用力也变小，电动机转得慢；为了使电动机转得更快，可以更换新电池。
15．见解析
【详解】用两个单刀双掷开关，通过改变电路中的电流方向，来使电动机实现正转和反转，如图所示，当S1、S2都接两个上触点时，电流从左边通过电动机朝一个方向转动，当当S1、S2都接两个下触点时，电流从右边通过电动机朝相反方向转动，这样就控制电动机正转和反转。
16．
【详解】通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向或电流方向改变时，通电导线在磁场中的受力方向也会改变。图2和图1相比，磁场方向与电流方向都改变，ab受力方向不变；图3与图1相比，电流方向与磁场方向都没变，受力方向不变。据此作图如下：
17．
【详解】电动机在人的操作下既能正转，也能反转，这表明不同的开关闭合时，通过电动机的电流的方向是不同的，故要利用两个单刀双掷开关来改变电路中的电流的方向，电路图如图所示：
18． 力 通电导体棒ab在磁场中受力的方向与导体中的电流方向有关 通电导体棒ab在磁场中受力的方向与磁场方向有关 B
【详解】（1）[1]闭合开关，给导体棒ab通电，发现导体棒ab向右运动，运动状态发生改变，这表明导体棒ab在磁场中受到力的作用。
（2）[2]保持磁场方向不变，改变电流的方向，闭合开关，发现导体棒ab向左运动，这表明导体棒ab在磁场中受力的方向与导体中的电流方向有关。
（3）[3]保持电流方向不变，改变磁场的方向，闭合开关，发现导体棒ab向右运动，这表明导体棒ab在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
（4）[4]动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故B符合题意，A不符合题意。
故选B。
19． 绝缘体 并 条形 S 惯性 不变
【详解】（1）[1]漆皮由塑料制成，属于绝缘体。
（2）[2][3][4]由题意及图可得，线圈与电磁铁属于并联，电磁铁一端为N极，一端为S极，外部磁场线与条形磁极相似，由图可得，电流从左端导线进入电磁铁，从右端导线离开，根据右手螺旋定则可知，电磁铁下端为N极，上端为S极。
（3）[5]由题意可得，线圈转动一周时，只有半周获得了动力，后半周主要依靠惯性转动。
（4）[6]若把电池正负极对调，闭合开关，电流的方向发生改变，电磁铁所产生的磁场方向发生改变，但电磁铁对线圈的吸引力方向并没有发生变化，所以线圈的转动方向也没有发生变化。
20．（1）0.1W；（2）该电梯超载自动报警装置报警；（3）见解析
【详解】解：（1）承载物体的重力为
G=mg=20kg×10N/kg=200N
由图丙知此时的压敏电阻为80Ω，根据串联电阻的规律及欧姆定律电路中的电流为
定值电阻R1消耗的电功率是
P1=I2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W
（2）压敏电阻所允许承受的最大压力为
Fmax=Gmax=mmaxg=100kg×10N/kg=1000N
当压敏电阻两端电压为4V时，定值电阻R1两端的电压为
U1=U0﹣U2=9V﹣4V=5V
电路中的电流为
根据欧姆定律压敏电阻R2的电阻为
由图丙知当压敏电阻阻值为8Ω时，压敏电阻所受的压力大于1000N，电梯报警。
（3）图中电动机利用了通电线圈在磁场中受力而转动的原理（或弹簧、衔铁、支架结构利用了杠杆原理）。
答：（1）当压敏电阻承载物体的质量为20kg时，定值电阻R1消耗的电功率是为0.1W；
（2）当压敏电阻两端电压为4V时，该电梯超载自动报警装置报警；
（3）电动机利用了通电线圈在磁场中受力而转动的原理（或弹簧、衔铁、支架结构利用了杠杆原理）。
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