沪科版物理九年级全册《17.3 科学探究:电动机为什么会转动》同步练习2
一 、单选题(本大题共10小题,共30分)
1.(3分)高速列车在泸州运行以来,以其高速、便捷、舒适的优点,成为越来越多泸州市民出行选择的交通工具。下列图示中的实验,与高速列车动力系统工作原理相同的是
A. B.
C. D.
2.(3分)如图所示,与教室中电风扇的原理相同的是
A. B.
C. D.
3.(3分)如图所示为直流电动机的基本构造示意图,以下相关的分析正确的是
A. 电动机是利用电磁感应的原理工作的
B. 电动机工作过程中,机械能转化为电能
C. 使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D. 仅改变磁场的方向可以改变线圈转动的方向
4.(3分)在如图的三维直角坐标系中,电子沿轴正方向运动。由电子高压输电线的定向运动形成电流而产生磁场,在点处的磁场方向是
A. 轴正方向 B. 轴负方向 C. 轴正方向 D. 轴负方向
5.(3分)下列关于电磁现象的说法中,正确的是
A. 玩具电动车的电动机工作时,将机械能转化为电能
B. 发电机是利用电磁感应现象制成的
C. 闭合电路的部分导体在磁场中运动时,可产生感应电流
D. 通电导体在磁场中的受力方向只与电流方向有关
6.(3分)一款磁悬浮蓝牙音箱,可实现与手机的无线信息传递,底座通电后,上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来,下列说法不正确的是
A. 音箱悬浮时受到重力和磁场的作用力
B. 底座通电后能产生磁场,与电动机原理相同
C. 音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥
D. 电磁波在空气中的传播速度约为
7.(3分)下列与如图所示电与磁有关实验的说法正确的是
A. 图甲的工作原理与发电机类似
B. 图乙说明通电导体周围存在着磁场,将小磁针移走,该磁场消失
C. 图丙,对调电源正负极,同时对调磁体的、极,闭合开关,导体棒受力方向不改变
D. 图丁工作时是将电能转化为机械能
8.(3分)下列关于能量的说法中,正确的是
A. 给蓄电池充电时,化学能转化为电能
B. 当水壶中的水沸腾时壶盖会跳动,这时机械能转化为内能
C. 电动机工作的过程主要是将电能转化为机械能
D. “钻木取火”是将内能转化为机械能
9.(3分)如图所示的实验装置中,能说明电动机工作原理的是
A. B.
C. D.
10.(3分)如图所示,小明同学在做实验时,在一通电导线N内部有一个通电螺线管M,则M受力作用而( )
A. 向右运动 B. 向左运动 C. 绕OO’转动 D. 以上都有可能
二 、填空题(本大题共6小题,共24分)
11.(4分)如图为实验室电流表的内部结构图,线圈悬置在磁体的两极间,与指针和弹簧相连,线圈通电时转动带动指针偏转,使弹簧形变,显示电流的大小,则该电流表的工作原理与________填“电动机”或“发电机”的工作原理一样;电流表中的线圈中有电流通过时,把________能转化为________能。
12.(4分)将一根直导线放在静止的小磁针上方,通电后小磁针发生偏转,这表明通电直导线周围存在______.如图所示装置,通电瞬间直导线向左摆动,这表明______对电流有力的作用;若要使直导线向右摆动,应如何操作?________________________.根据此现象的原理可以制成______________.
13.(4分)如图是小明自制的简易电动机,一枚干电池竖直放置正极朝上,电池的负极上放有一块圆形的可以导电的小磁体,将一个小金属线圈套在电池上,要使线圈转动起来,除了让线圈平衡在电池正极这个支点之外,还必须保证线圈中有______通过,同时应将线圈放置在磁场中。该简易电动机正常转动时,主要将电能转化为______能。
14.(4分)如图所示是研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关的实验.比较(a)、(b)两图可知通电导体在磁场中的受力方向跟___________________有关,比较(a)(c)两图可知通电导体在磁场中的受力方向还跟______________有关.
15.(4分)下图是一个电动机的模型,通电线圈的ab边和cd边的磁场里受到________的作用,因两边中的电流方向相反,所以两个力方向________,且__________(选填“在”或“不在”)同一直线上,所以线圈就转动起来.当转到如图(b)所示的位置(线圈平面与磁感线垂直)时,这两个力____________(选填“在”或“不在”)同一直线上,而且大小_________、方向相反,是_____________力.这个位置叫做平衡位置.线圈要能持续转动下去,就需要安装一个________________,来改变线圈中的电流.
16.(4分)如图所示是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图.线圈能够转动的原因是______,在实验中为了使线圈能持续转动,采取的办法是______________;要想使线圈的转动方向与原来的相反,采用_________或者________的方法.
三 、作图题(本大题共1小题,共6分)
17.(6分)根据如图a所示磁场方向、导体中的电流方向以及导体在磁场中的受力方向三者之间的关系,试推出图(b)中电流的方向,图(c)中通电导体所受磁场力的方向,图(d)中磁体的N、S极.(图中 表示电流垂直于纸面向里,⊙表示电流垂直于纸面向外)
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解:高速列车动力系统主要由电动机组成,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动;
、该装置是奥斯特实验,说明了通电导体周围存在磁场,这是电流的磁效应,故不符合题意;
、该装置探究通电的导线能够产生磁场,磁场使小磁针发生偏转,这是电流的磁效应,故不符合题意;
、该装置探究电磁感应现象的实验,即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,会产生感应电流的现象,是发电机的工作原理,故不符合题意;
、该装置探究通电导体在磁场中受力运动,利用此原理人们发明了电动机,故符合题意。
故选:。
高速列车动力系统主要由电动机组成,根据电动机的工作原理结合各个选项的工作原理选出高速列车动力系统工作原理相同的选项。
本题涉及的内容有电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理。注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的装置是不同的,前者外部没有电源,后者外部有电源。
2.【答案】C;
【解析】解:电风扇实质是一个电动机,电动机是根据通电线圈在磁场中受力而运动制成的。
、是奥斯特实验,小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场,故不符合题意;
、是研究电磁铁的磁性强弱的影响因素,故不符合题意;
、电路中有电源,通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动,是电动机的工作原理,故符合题意;
、在外力作用下使导体运动,切割磁感应线,电流表指针发生偏转,说明此时有感应电流产生,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,故不符合题意。
故选:。
电风扇实质是一个电动机,电动机是根据通电线圈在磁场中受力而运动制成的。
本题针对课本上的原理图,把原理图和实际生活联系起来,达到学以致用的目的。
3.【答案】D;
【解析】解:、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,故错误;
、电动机工作过程中,消耗的电能大部分转化为机械能,有一部分电能转化成了内能,故错误;
、使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的,故错误;
、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,且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向,故正确;
故选:。
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,且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关;工作时,消耗电能产生机械能,所以是将电能转化为机械能的过程;且使得线圈持续转动的装置是换向器。
知道并理解电动机的原理、受力方向的改变、能量转化等知识点,是一道综合题。
4.【答案】B;
【解析】解:电子流沿轴正方向运动,形成的电流方向沿轴负方向,根据安培定则可知,电子流在轴上的点处所产生的磁场方向是沿轴负方向。故错误,正确。
故选:。
电子带负电,其运动方向与电流方向相反,根据安培定则判断电子流在轴上的点处所产生的磁场方向。
安培定则是判断电流方向与磁场方向间关系的规则,要熟练掌握。要注意电流方向与负电荷定向运动方向相反。
5.【答案】B;
【解析】解:、电动机工作时将电能转化为机械能,A错误.
B、发电机是利用电磁感应现象制成的,B正确.
C、感应电流的条件为:闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流,C错误.
D、通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,D错误.
故选B.
解答本题应掌握:电动机的原理、电磁感应现象的条件、应用及能量的转化方向.
在学习物理规律是应在理解的基础上去记忆.
6.【答案】B;
【解析】解:、音箱悬浮时处于平衡状态受力平衡,它受到竖直向下的重力和竖直向上的磁场的作用力,是一对平衡力,故正确;
、底座通电后能产生磁场是因为通电导体周围存在磁场,而电动机的工作原理通电线圈在磁场中受力转动,故错误;
、音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理,故正确;
、电磁波在空气中的传播速度是,故正确。
故选:。
根据音箱悬浮受力平衡进行分析;
通电导体周围存在磁场;
同名磁极相互排斥,异种磁极相互吸引;
电磁波在空气中的传播速度是。
此题主要考查二力平衡、通电导体周围存在磁场、磁极间的相互作用、电磁传播的速度等知识,综合性较强。
7.【答案】C;
【解析】解:、扬声器的原理是通电导体在磁场中受力而运动,因此图甲的工作原理与电动机类似,故错误;
、奥斯特实验,通电后小磁针偏转,说明了通电导线周围存在磁场,移走小磁针后,磁场还是存在的,故错误;
、若同时改变电流方向和磁场方向,则导体棒运动方向不变,故正确;
、图丁是闭合电路的部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是电磁感应现象,并将机械能转化为了电能,故错误。
故选:。
扬声器的原理是通电导体在磁场中受力而运动;
奥斯特实验证实了通电直导线周围存在磁场,即电流的磁效应;
利用通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断;
发电机的原理是电磁感应。
本题涉及的内容有电流的磁效应、扬声器的原理和发电机的原理,注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的装置是不同的,前者外部没有电源,后者外部有电源。
8.【答案】C;
【解析】解:、给蓄电池充电时,蓄电池相当于用电器,将电能转化为化学能,故错误;
、当水壶中的水沸腾时壶盖会跳动,这时将水蒸气的内能转化为机械能,故错误;
、电动机工作的过程主要是将电能转化为机械能,故正确;
、“钻木取火”是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故错误。
故选:。
判断物体的能量转化时,要看消耗了哪种形式的能,获得了哪种形式的能,消耗的转化为获得的。
在做能量转化类题目时,我们要注意分析哪种能量增加了,哪种能量减少了,因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量,能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总结归纳。
9.【答案】B;
【解析】解:
A、奥斯特实验,说明了通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B、当闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理,故B符合题意;
C、图为电磁继电器的原理图,是利用电流的磁效应制成的,故C不符合题意;
D、当导体在磁场中做切割磁感线运动时,检流计的指针会发生偏转,说明会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故D不符合题意。
故选:。
要解答本题需掌握:电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。
电动机是将电能转化为机械能的机械,它在工作时要消耗电能,因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。
10.【答案】C;
【解析】通电导线N相当于一螺线管,有磁场,在中心处的磁场方向从里向外.通电螺线管相当于一个条形磁体,左S右N,它的N极会指向磁场方向,所以会绕OO’转动.这是一个通电螺线管和磁场对电流的作用综合题,要把N看作是一个通电螺线管的一部分.
故选C
11.【答案】电动机;电;机械;
【解析】
此题主要考查了磁场对通电导线的作用的应用,首先要理解电流表原理,解决此题要知道通电导线在磁场中会受到磁场力的作用。
首先利用图示的装置分析出其制成原理,即通电线圈在磁场中受力转动,线圈的转动可以带动指针的偏转;
给电流表通电时要消耗电能,指针转动时获得了机械能,据此分析能量的转化。
通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理: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,它实际上与电动机的工作原理相同;
电流表在工作的过程中要消耗电能,获得了机械能,故电流表中的线圈中有电流通过时,把电能转化为机械能。
故答案为:电动机;电;机械。
12.【答案】磁场;磁场;改变流过直导线的电流方向或对换磁铁的两个磁极;电动机;
【解析】通电导线周围存在磁场,这是奥斯特实验得到的结论,并且通电导线周围的磁场方向与电流方向有关.磁场对通电导线有力的作用,使直导线运动,直导线所受力的方向与电流方向和磁场方向有关,要使直导线的运动方向相反,可以改变磁场方向或改变直导线中的电流方向,只要改变其中一项即可,不能同时改变磁场方向和电流方向.根据通电导线在磁场中受力的作用可以制成电动机,把电能转化为机械能.
13.【答案】电流 机械 ;
【解析】解:电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,所以,要使图中线圈转动起来,除了让线圈平衡在电池正极这个支点之外,还必须保证线圈中有电流,线圈放置在磁场中;
电动机工作时消耗电能,得到机械能,即将电能转化为机械能。
故答案为:电流;机械。
依据电动机工作原理可解答此题。
此题主要考查了直流电动机的构造和工作过程以及能量的转化,是常见题型。
14.【答案】电流方向;磁场方向;
【解析】通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关,在研究时要用到控制变量法.
15.【答案】力;相反;不在;在;相等;平衡;换向器;
【解析】线圈在磁场中受力会运动,在图(a)中线圈的ab边受力向上,cd边与ab边的电流方向相反,所以受力方向也相反,向下,这两个力方向相反,但不在同一直线上,线圈会发生转动.当转到图(b)所在位置时这两条边的受力方向仍相反,但在同一直线上,所以这两个力是一对平衡力,线圈在此位置晃几下就停下来了,这个位置叫平衡位置.要使线圈在磁场中持续转动,就要使线圈转过平衡位置后,改变线圈中电流方向,所以在电动机中要安装有换向器.
16.【答案】磁场对通电导体有力的作用;在线圈转到平衡位置时,改变线圈中电流方向;改变磁场方向;改变导线中电流的方向;
【解析】磁场对放入其中的通电导线有力的作用,线圈不能在磁场中持续转动,解决方法是在线圈到达平衡位置时,改变线圈中电流方向.线圈转动方向与电流方向和磁场方向有关,要改变转向,只要改变其中一个量即可.
17.【答案】如图所示
;
【解析】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,当电流方向或磁场方向有一个发生改变,则导线的受力方向会改变,若两个同时改变,则受力方向不变.判断磁场对电流的作用可以把待判断的图与已知的进行对比,比较磁场和电流的方向是如何变化的.
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