初中物理苏科版九年级全册磁场对电流的作用 电动机一课一练
展开第十六章 电磁转换
课时16.3 磁场对电流的作用 电动机
一、单选题
1.以下家用电器中主要利用电动机原理来工作的是( )
A. 电视机 B. 洗衣机
C. 电饭煲 D. 电水壶
2.关于图所示的实验装置,表述错误的是( )
A. 该装置可用来研究电磁感应现象 B. 该装置能将电能转化为机械能
C. 该装置可用来研究磁场对通电导体的作用 D. 该装置揭示的原理可应用于电动机
3.如图所示,下列描述与实验相符的是( )
A. 甲图是发电机的工作原理图
B. 乙图是条形磁体周围磁感线的分布情况
C. 丙图可用来演示电流的磁效应,根据该实验原理制成了动圈式话筒
D. 丁图可以演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
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90°时,ab边与dc边受力平衡
C. 线圈由图示位置转过180°时,ab边受到磁场的作用力向上
D. 线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向下
5.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
6.如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉,右端引线漆皮只刮掉了上半周,小小电动机由两节干电池供电。线圈快速稳定转动过程中,线圈受到磁场的作用力时,线圈中的电流为0.67 A,则线圈快速稳定转动1 min内电路消耗的电能约为( )
A.150 J B. 120 J C. 90 J D. 60 J
1. 如图为直流电动机的工作原理图,下列分析正确的是( )
A.把电池换成灵敏电流计,快速转动线圈电流计的指针会偏转
B. 电动机通电后不转,一定是电路断路
C. 电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D. 线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
2. 安装直流电动机模型时,要改变直流电动机的转动方向,可以( )
A. 将磁体的N、S极对调
B. 将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C. 改变磁性强弱
D. 改变磁性强弱和电流大小
3. 如图所示,扬声器是把电信号转化为声信号的装置,工作时线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流,下列说法中错误的是( )
A. 扬声器工作过程利用的是电磁感应原理
B. 锥形纸盆振动越快,产生的声音音调越高
C. 锥形纸盆振幅越大,产生的声音响度越大
D. 线圈中通入的是方向变化的电流,所以锥形纸盆来回振动,产生声音
4. 关于直流电动机模型安装实验中,下列现象可能发生的是( )
A. 将电源两极对调,线圈转动方向不变
B. 将磁铁两极对调,线圈转动方向不变
C. 将电源和磁铁两极都同时对调,线圈转动方向不变
D. 将电源和磁铁两极都同时对调,线圈会反方向转动
5. 电动机是很多家用电器的核心部件,下列图中能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,导体棒ab置于蹄形磁铁的磁场中,并垂直于金属导轨。闭合开关,导体棒向右运动。则下列措施中,能使导体棒向左运动的是( )
A. 提高电源电压
B. 换更粗的导体棒
C. 将蹄形磁铁的N、S极对调
D. 将蹄形磁铁的N、S极和电源正、负极的接线都对调
7. 如图所示是小华同学“探究磁场对电流的作用”的实验装置,AB是一根金属棒,通过导线接在电路中,闭合开关后,金属棒没有运动(仪器、电路都完好),要使金属棒运动起来,下列措施可行的是( )
A. 将蹄形磁体的N、S极对调 B. 换用磁性弱一些的蹄形磁体
C. 换用电压大一些的直流电源 D. 将滑动变阻器的滑片向右移动
【答案】C
8. 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
9. 用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用,给铝棒AB通电,观察到铝棒AB向右运动,要使铝棒AB通电后向左运动,下列做法中可行的是 ( )
A. 仅换用磁性更强的磁体 B. 仅增加铝棒AB中的电流强度
C. 仅将磁体的N、S极对调 D. 仅将铝棒AB换成铜棒
10. 探究“通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关”时,小明同学做了如图所示的实验,图中AB表示闭合电路中的直导线,导线上的箭头方向表示电流方向,F表示导线的受力方向,N、S表示蹄形磁体的两极.以下是小明通过实验得出的结论:
①甲、乙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关.
②甲、丙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关.
③乙、丙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与磁场方向无关.
则上述结论中 ( )
A. 只有①正确 B. 只有②正确 C. ①②正确 D. ①③正确
二、填空题
11. 随着科技的不断进步,一种新型智能家用电器出现在人们的生活中:扫地机器人,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。扫地机器人工作时首先将电池中的______转化成电能,在通过电动机将电能转化成为______。
12. 如图为一款磁悬浮蓝牙音箱,音箱通电时振动发出声音,它的工作原理与______(“电动机”或“发电机”)相同。音箱悬浮在空中,是利用了同名磁极相互______(选填“吸引”或“排斥”)的原理。悬浮的音箱是无线供电的,只要在底座的送电线圈中通上交流电音箱中的受电线圈就有电流产生,受电线圈这种供电方式的原理是______。
13. 如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明了通电导体在磁场中受到______ 的作用,若只将电源的正、负极对调,则导体棒ab将向______ 运动(选填“左”或“右”)。
14. 如图所示,铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了______对它的作用力,若改变电流方向,通电后铝棒将向______侧摆动,若铝棒中的电流变大,铝棒的摆动幅度将变______。
15. 如图所示是某灵敏电流计的内部结构示意图,线圈在磁场中,指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时,指针会偏转,其原理和______相同。(选填:“电动机”、“发电机”或“电磁铁”)
16. 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,如图所示是扬声器构造示意图。当线圈中通过变化电流时,线圈受到变化的_________力作用,从而带动与线圈相连的纸盆振动,于是扬声器就发出了声音,扬声器从原理上与_________大致相同(选填“电动机”或“热机”)。
17. 在“通电导线在磁场中受到力”的实验中,当闭合开关,有电流通过导体AB时,导体AB将 起来;若断开开关,导体AB将 ;若将通电导体AB移至磁场外,通电导体AB将 .实验中如果改变电流方向,同时对调两个磁极,则通电导线受力方向 (填“会”或“不会”)改变.
18. 如图所示为小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图,若将线圈两端的绝缘漆全部刮去,线圈始终都在做来回摆动,其原因是 。小华正确处理后,线圈将能持续转动,其中半圈是由于 而转动,另外半圈是由于 而转动。若在电源和开关之间接一灯泡,则在线圈转动的过程中,灯泡最明显的特征是 。
19. 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”)
20. 如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图.当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜______(向左/向右/左右往复)运动.音圈之所以运动,是由于磁场对______有力的作用,此现象中能量转化情况是______.
21. 电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具。电动机为车提供动力,其工作原理是______在磁场中受力运动。蓄电池对车上电动机供电,如表是某电动自行车主要技术参数。电动自行车以额定功率行驶时的电流为______A,充满电的电池完全放电,能释放出______J电能。
整车
整车质量
40kg
蓄电池
电压
48V
电量
20A⋅ℎ
电动机
额定电压
48V
额定功率
240W
22. 图甲中,静止在通电螺线管周围的小磁针,其中指向错误的是______ ,图乙中,接通电源,发现导体ab向左运动,把磁体两极对调放置,发现导体ab向右运动,这个事实说明通电导线在磁场中受力方向与______ 方向有关;改变导体运动方向的另一个方法是______ 。
23. 如图甲所示的小磁针静止时N极所指方向,判断电源的a端是______极(选填“正”或“负”)。如图乙电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来,若只改变电路中电流的方向,AB的运动方向将______(选填“改变”或“不改变”)。
24. 如图为直流电动机模型,它的工作原理是______。电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠______来实现的,线圈平面转到平衡位置时,线圈中______(有/无)电流。
三、实验探究题
25. 如图所示的实验装置,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
(1)接通电源,这时会看到导体ab向左运动,这表明______;
(2)若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向,观察到导体ab均向右运动,这表明______;
(3)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,会看到导体ab的运动方向跟原来______(选填“相同”或“相反”)。
26. 老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中,按照图组装好了实验器材。
(1)连接好电路,开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片,导体棒ab不动;闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置,看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显,有同学把导体棒换用轻质塑料棒,实验______(填“能”或“不能”)成功,塑料棒是______(选填“导体”或“绝缘体”),上述实验现象说明磁场对______有力的作用,______(填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与______有关。
(3)若要使导体棒ab向左运动,可采取的方法(写出1种):______。
(4)若想用上述器材研究发电机的工作原理,闭合开关前,应将电路中的电源换成______(填“小灯泡”、“电压表”或“灵敏电流计”),再闭合开关,让导体棒ab左右切割磁感线运动,观察实验现象。
答案与解析
一、单选题
27. 以下家用电器中主要利用电动机原理来工作的是( )
A. 电视机 B. 洗衣机
C. 电饭煲 D. 电水壶
【答案】B
【解析】电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的;
A.电视机主要是将电能转化为光能和声能,与电动机的原理不同,故A不符合题意;
B.洗衣机的主要部件是电动机,是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的,工作时将电能转化为机械能。
C.电饭煲是利用电流的热效应来工作的,与电动机的原理不同,故C不符合题意;
D.电水壶是利用电流的热效应来工作的,与电动机的原理不同,故D不符合题意。
故选:B。
28. 关于图所示的实验装置,表述错误的是( )
A. 该装置可用来研究电磁感应现象 B. 该装置能将电能转化为机械能
C. 该装置可用来研究磁场对通电导体的作用 D. 该装置揭示的原理可应用于电动机
【答案】A
【解析】A、如图电路中有电源,是探究通电导体在磁场中受力而运动,故A错误;
BCD、如图电路中有电源,是电动机工作原理图,是电能转化为机械能,工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,故BCD正确。故选:A。
29. 如图所示,下列描述与实验相符的是( )
A. 甲图是发电机的工作原理图
B. 乙图是条形磁体周围磁感线的分布情况
C. 丙图可用来演示电流的磁效应,根据该实验原理制成了动圈式话筒
D. 丁图可以演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
【答案】D
【解析】A、甲图中开关闭合后,导体棒内通以电流,则导体在磁场力的作用下发生运动,故演示的为磁场对电流的作用,利用该原理制成了电动机,故A错误;
B、磁体外部的磁感线是从N极出来,回到S极的,故B错误;
C、放在小磁针上方的导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转,说明通电导体周围产生了磁场,即演示了电流的磁效应,动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象,故C错误;
D、图中两电磁铁串联,通过的电流相等,但两电磁铁线圈的匝数不同,可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系,滑动变阻器可以改变通过电磁铁的电流,可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,故D正确。
故选:D。
30. 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90°时,ab边与dc边受力平衡
C. 线圈由图示位置转过180°时,ab边受到磁场的作用力向上
D. 线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向下
【答案】B
【解析】A、图示位置,电流沿dcba流过线圈,dc边受到磁场的作用力向下,ab边与dc边中电流方向相反,磁场方向不变,所以ab边受到磁场的作用力向上,故A错误;
B、当线圈由图示位置顺时针转动90°时,线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一个线圈上、作用在同一条直线的两个力,这两个力是一对平衡力,故B正确;
CD、线圈由图示位置转过180°时,ab转到右侧,dc转到左侧,线圈中电流沿abcd流过线圈,磁场方向不变,此时dc边电流方向与图示中dc边电流方向相反,所以dc边受到磁场力方向向上,ab边电流方向与图示中ab边电流方向相反,所以ab边受到磁场的作用力向下,故CD错误。
31. 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,故A错误;
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,故B正确;
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,故C错误;
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,故D错误;
故选:B。
32. 如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉,右端引线漆皮只刮掉了上半周,小小电动机由两节干电池供电。线圈快速稳定转动过程中,线圈受到磁场的作用力时,线圈中的电流为0.67 A,则线圈快速稳定转动1 min内电路消耗的电能约为( )
B.150 J B. 120 J C. 90 J D. 60 J
【答案】D
【解析】由题知小小电动机由两节干电池供电,则电源电压U=3 V,线圈快速稳定转动1 min内电路消耗的电能:W=UIt=3V×0.67A×12×60s=60.3J,与60 J接近。故选D。
33. 如图为直流电动机的工作原理图,下列分析正确的是( )
A.把电池换成灵敏电流计,快速转动线圈电流计的指针会偏转
B. 电动机通电后不转,一定是电路断路
C. 电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D. 线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
【答案】A
【解析】A:把电池换成灵敏电流计,快速转动线圈,使它变成发电机,这是输出的感应电流就会使电流计的指针会偏转,故A正确;
B:电动机通电后不转,原因多方面,线圈正好处于平衡位置;电路接触不良或电路中的电流过小;磁铁磁性较弱或没有了磁性;摩擦较大等。故B错误;
C:电动机工作过程中,消耗的电能一部分转化为机械能,其他部分转化为内能损失掉,故C错误;
D:线圈连续转动是靠换向器的作用和线圈运动时候的惯性完成,故D错误。故选:A。
34. 安装直流电动机模型时,要改变直流电动机的转动方向,可以( )
A. 将磁体的N、S极对调
B. 将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C. 改变磁性强弱
D. 改变磁性强弱和电流大小
【答案】A
【解析】解:AB、要想改变电动机的转动方向,可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向,二者同时改变时,电动机转动方向不变;故A正确、B错误;
CD、电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,和电流大小、磁性强弱无关,故C、D错误。
故选:A。
35. 如图所示,扬声器是把电信号转化为声信号的装置,工作时线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流,下列说法中错误的是( )
A. 扬声器工作过程利用的是电磁感应原理
B. 锥形纸盆振动越快,产生的声音音调越高
C. 锥形纸盆振幅越大,产生的声音响度越大
D. 线圈中通入的是方向变化的电流,所以锥形纸盆来回振动,产生声音
【答案】A
【解析】A、扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的理工作的;故A错误;
B、音调是指声音的高低,它和物体振动频率有关。物体振动频率越快,音调越高;振动频率越慢,音调越低,锥形纸盆振动越快,产生的声音音调越高,故B正确;
C、在物理学中,把声音的强弱叫做响度,把物体振动的幅度叫做振幅,物体的振幅越大产生声音的响度越大,锥形纸盆振幅越大,产生的声音响度越大,故C正确;
D、如图,扬声器中的线圈中通过变化电流时,线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用,而带动与线圈相连的纸盆振动,发出声音,此过程中将电信号转化成声信号,故D正确。
故选:A。
36. 关于直流电动机模型安装实验中,下列现象可能发生的是( )
A. 将电源两极对调,线圈转动方向不变
B. 将磁铁两极对调,线圈转动方向不变
C. 将电源和磁铁两极都同时对调,线圈转动方向不变
D. 将电源和磁铁两极都同时对调,线圈会反方向转动
【答案】C
【解析】影响直流电动机的转向的因素是:电流方向和磁场方向;且这两个因素中只要有一个因素改变则线圈的转动方向就会改变,但若两个因素同时都改变,则线圈的转动方向不变;
AB.只要有一个因素改变,线圈的转动方向会改变,故AB错误;
CD.将电源和磁铁的两极都同时对调,是将电流方向和磁场方向同时改变,电动机的转向不变,故C正确,D错误。故选C。
37. 电动机是很多家用电器的核心部件,下列图中能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
A、该实验是探究电磁感应现象,是发电机的工作原理,与电动机的工作原理不相同,故A不符合题意;
B、此实验是探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关,与电动机的工作原理不相同,故B不符合题意;
C、该实验是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,与电动机的工作原理不相同,故C不符合题意;
D、该实验中,当给导体中通电时,通电导体在磁场中受力的作用而运动,与电动机的工作原理相同,故D符合题意。
38. 如图所示,导体棒ab置于蹄形磁铁的磁场中,并垂直于金属导轨。闭合开关,导体棒向右运动。则下列措施中,能使导体棒向左运动的是( )
A. 提高电源电压
B. 换更粗的导体棒
C. 将蹄形磁铁的N、S极对调
D. 将蹄形磁铁的N、S极和电源正、负极的接线都对调
【答案】C
【解析】解:
AB、电源电压、导体棒的粗细对受力方向无影响,所以AB错误;
C、闭合开关,导体棒向右运动,使导体棒向左运动,可以改变磁场的方向,也可以改变电流的方向,故C正确;
D、将蹄形磁铁的N、S极和电源正、负极的接线都对调,此时导体受力方向不变,故D错误。
故选:C。
39. 如图所示是小华同学“探究磁场对电流的作用”的实验装置,AB是一根金属棒,通过导线接在电路中,闭合开关后,金属棒没有运动(仪器、电路都完好),要使金属棒运动起来,下列措施可行的是( )
A. 将蹄形磁体的N、S极对调 B. 换用磁性弱一些的蹄形磁体
C. 换用电压大一些的直流电源 D. 将滑动变阻器的滑片向右移动
【答案】C
40. 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。
41. 用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用,给铝棒AB通电,观察到铝棒AB向右运动,要使铝棒AB通电后向左运动,下列做法中可行的是 ( )
A. 仅换用磁性更强的磁体 B. 仅增加铝棒AB中的电流强度
C. 仅将磁体的N、S极对调 D. 仅将铝棒AB换成铜棒
【答案】C
42. 探究“通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关”时,小明同学做了如图所示的实验,图中AB表示闭合电路中的直导线,导线上的箭头方向表示电流方向,F表示导线的受力方向,N、S表示蹄形磁体的两极.以下是小明通过实验得出的结论:
①甲、乙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关.
②甲、丙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关.
③乙、丙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与磁场方向无关.
则上述结论中 ( )
A. 只有①正确 B. 只有②正确 C. ①②正确 D. ①③正确
【答案】C
【解析】①图甲、乙实验中,磁场方向相同,电流方向改变,导体在磁场中受力的方向也改变,说明二者有关,是正确的;
②图甲、丙实验中,电流方向相同,磁场方向改变,导体在磁场中受力的方向也改变,说明二者有关,是正确的;
③图乙、丙实验中,磁场方向与电流方向均不相同,而导体受力方向不变,不能说明导体在磁场中受力方向与电流方向或磁场方向的关系,是错误的;
由以上分析可知,①②正确,③错误,故ABD错误,C正确。
故选C。
二、填空题
43. 随着科技的不断进步,一种新型智能家用电器出现在人们的生活中:扫地机器人,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。扫地机器人工作时首先将电池中的______转化成电能,在通过电动机将电能转化成为______。
【答案】化学能 机械能
【解析】解:扫地机器人工作时首先将电池中的化学能转化成电能,在通过电动机将电能转化成为机械能。
故答案为:化学能;机械能。
蓄电池在工作时将化学能转化为电能,电动机工作时电能转化为机械能。
本题考查的扫地机器人中的能量转化问题,属于基础题。
44. 如图为一款磁悬浮蓝牙音箱,音箱通电时振动发出声音,它的工作原理与______(“电动机”或“发电机”)相同。音箱悬浮在空中,是利用了同名磁极相互______(选填“吸引”或“排斥”)的原理。悬浮的音箱是无线供电的,只要在底座的送电线圈中通上交流电音箱中的受电线圈就有电流产生,受电线圈这种供电方式的原理是______。
【答案】电动机 排斥 电磁感应
【解析】(1)音箱通电时振动发出声音,是电能转化为机械能,与电动机的原理相同;
(2)音箱悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理工作的;
(3)受电线圈感应发电线圈的磁信号从而产生电流给电池充电,是利用电磁感应原理工作。
45. 如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明了通电导体在磁场中受到______ 的作用,若只将电源的正、负极对调,则导体棒ab将向______ 运动(选填“左”或“右”)。
【答案】力 左
【解析】解:闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用。
若只将电源的正、负极对调,改变了电流方向,则导体棒ab的运动方向改变,所以导体棒ab将向左运动。
故答案为:力;左。
通电导体在磁场中受到磁力而运动,导体运动方向跟电流方向和磁场方向有关,只改变其中的一者导体运动方向改变,同时改变两者导体运动方向不变。
本题主要明确通电导体的运动方向的影响因素。做题时一定要明确试题考查的是什么知识点,抓住知识点解决问题。
46. 如图所示,铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了______对它的作用力,若改变电流方向,通电后铝棒将向______侧摆动,若铝棒中的电流变大,铝棒的摆动幅度将变______。
【答案】磁场 右 大
【解析】解:铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了磁场对它的作用力;
力的方向与磁场方向及电流方向有关;若改变电流方向,通电后铝棒受力方向改变,将向右侧摆动;
若铝棒中的电流变大,铝棒受力变大,摆动幅度将变大。
47. 如图所示是某灵敏电流计的内部结构示意图,线圈在磁场中,指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时,指针会偏转,其原理和______相同。(选填:“电动机”、“发电机”或“电磁铁”)
【答案】电动机
【解析】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。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小,而线圈中有电流通过时,电能转化为机械能,因此与电动机原理相同。
故答案为:电动机。
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。线圈受力方向与电流方向有关,这一过程中,将电能转化为机械能。
在学过的测量工具或设备中,每个工具或设备都有自己的制成原理;对不同测量工具的制成原理,是一个热点题型,需要重点掌握。
48. 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,如图所示是扬声器构造示意图。当线圈中通过变化电流时,线圈受到变化的_________力作用,从而带动与线圈相连的纸盆振动,于是扬声器就发出了声音,扬声器从原理上与_________大致相同(选填“电动机”或“热机”)。
【答案】磁场;电动机
【解析】扬声器中的线圈通过变化电流时,线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用,从而带动与线圈相连的纸盆振动,将电信号转化成声信号,因此与电动机的原理一致。
故答案为:磁场;电动机。
49. 在“通电导线在磁场中受到力”的实验中,当闭合开关,有电流通过导体AB时,导体AB将 起来;若断开开关,导体AB将 ;若将通电导体AB移至磁场外,通电导体AB将 .实验中如果改变电流方向,同时对调两个磁极,则通电导线受力方向 (填“会”或“不会”)改变.
【答案】运动 不动 不动 不会
50. 如图所示为小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图,若将线圈两端的绝缘漆全部刮去,线圈始终都在做来回摆动,其原因是 。小华正确处理后,线圈将能持续转动,其中半圈是由于 而转动,另外半圈是由于 而转动。若在电源和开关之间接一灯泡,则在线圈转动的过程中,灯泡最明显的特征是 。
【答案】电流方向不变;受力;惯性;一亮一灭
【解析】图中电源为直流电源,将线圈与电池接通后,线圈上下两段导体受力接近平衡,电流的方向不改变,导致线圈中电流方向不变,使线圈转过平衡位置后转动方向改变,受到的磁场力会阻碍线圈的转动,使线圈始终都在做来回摆;
为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动;
若在电源和开关之间接一灯泡,在线圈转动的过程中,由于一半有电流,一半没有电流,所以灯泡会一亮一灭。
故答案为:电流方向不变;受力;惯性;一亮一灭。
51. 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】(1)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;
(2)通电导体在磁场受力而转动,转动方向改变与电流的方向和磁感线的方向有关,故若将图中的磁体的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。
52. 如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图.当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜______(向左/向右/左右往复)运动.音圈之所以运动,是由于磁场对______有力的作用,此现象中能量转化情况是______.
【答案】左右往复 通电导体 电能转化为机械能
【解析当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,因为电流方向改变,音圈受力方向改变,音圈带动音膜左右往复运动;音圈之所以运动,是由于磁场对通电导体有力的作用;此现象中能量转化情况是电能转化为机械能。
故答案为:左右往复;通电导体;电能转化为机械能。
通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关,根据这一原理制成了电动机,将电能转化为机械能。
知道磁场对通电导体有力的作用,理解电动机的能量转化,可解答此题。
53. 电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具。电动机为车提供动力,其工作原理是______在磁场中受力运动。蓄电池对车上电动机供电,如表是某电动自行车主要技术参数。电动自行车以额定功率行驶时的电流为______A,充满电的电池完全放电,能释放出______J电能。
整车
整车质量
40kg
蓄电池
电压
48V
电量
20A⋅ℎ
电动机
额定电压
48V
额定功率
240W
【答案】通电线圈 5 3.456×106
【解析】电动机为车提供动力,其工作原理是通电线圈在磁场中受力运动;
由P=UI得,电动自行车以额定功率行驶时的电流I=PU=240W48V=5A;
充满电的电池完全放电,释放的电能W=UIt=48V×20A×3600s=3456000J=3.456×106J。
54. 图甲中,静止在通电螺线管周围的小磁针,其中指向错误的是______ ,图乙中,接通电源,发现导体ab向左运动,把磁体两极对调放置,发现导体ab向右运动,这个事实说明通电导线在磁场中受力方向与______ 方向有关;改变导体运动方向的另一个方法是______ 。
【答案】① 磁场 对调电源的正负极
【解析】根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针①的指向是错误的;
接通电源,发现导体ab向左运动,把磁体两极对调放置,磁场的方向发生了变化,发现导体ab向右运动,这个事实说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关;
实验中可以通过对调电源的正负极来改变导体的运动方向。
55. 如图甲所示的小磁针静止时N极所指方向,判断电源的a端是______极(选填“正”或“负”)。如图乙电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来,若只改变电路中电流的方向,AB的运动方向将______(选填“改变”或“不改变”)。
【答案】负 改变
【解析】由图可知,小磁针的右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的左端为N极,根据安培定则可知,电流从螺线管的右端流入,所以a为负极;
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,保持磁场方向不变,只改变导体中电流方向,则导体的受力方向即运动方向也会改变。
56. 如图为直流电动机模型,它的工作原理是______。电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠______来实现的,线圈平面转到平衡位置时,线圈中______(有/无)电流。
【答案】通电线圈在磁场中受力转动 换向器 有
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;
电动机如果没有换向器,当线圈刚转过平衡位置时,受力方向与转动方向相反,所以不能持续的转动下去,有了换向器,当线圈刚转过平衡位置时,改变了线圈中的电流方向,使线圈的受方向也发生改变,此时受力方向与转动方向又一致了,故可以让线圈持续转动下去。线圈平面转到平衡位置时,电路是通路,线圈中有电流,也要受到磁场力的作用,只是受力平衡。有了换向器,换向器中间有缺口,线圈平面转到平衡位置时,电路是断路,线圈中无电流。
三、实验探究题
57. 如图所示的实验装置,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
(1)接通电源,这时会看到导体ab向左运动,这表明______;
(2)若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向,观察到导体ab均向右运动,这表明______;
(3)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,会看到导体ab的运动方向跟原来______(选填“相同”或“相反”)。
【答案】(1)通电导体在磁场中会受力的作用; (2)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关; (3)相同。
【解析】解:(1)接通电源,这时会看到导体ab向左运动,即说明ab受到向左的力的作用,即说明通电导体在磁场中会受力的作用;
(2)只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向,观察到导体ab均向右运动,即说明ab所受力的方向发生了改变,即说明:通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关;
(3)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,即等于改变了两个因素,会看到导体ab的运动方向跟原来相同;
58. 老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中,按照图组装好了实验器材。
(1)连接好电路,开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片,导体棒ab不动;闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置,看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显,有同学把导体棒换用轻质塑料棒,实验______(填“能”或“不能”)成功,塑料棒是______(选填“导体”或“绝缘体”),上述实验现象说明磁场对______有力的作用,______(填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与______有关。
(3)若要使导体棒ab向左运动,可采取的方法(写出1种):______。
(4)若想用上述器材研究发电机的工作原理,闭合开关前,应将电路中的电源换成______(填“小灯泡”、“电压表”或“灵敏电流计”),再闭合开关,让导体棒ab左右切割磁感线运动,观察实验现象。
【答案】不能 绝缘体 通电导体 电动机 电流大小 改变磁场方向或改变导体中电流方向 灵敏电流计
【解析】(1)为使实验现象更明显,有同学把导体棒换用轻质塑料棒,塑料棒是绝缘体,不容易导电,所以实验不能成功;
该实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,据此制成了电动机;
(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与电流大小有关;
(3)要使直导线ab向左运动,可以改变磁场方向,也可以改变导体中电流方向;
(4)研究电磁感应现象时,利用灵敏电流计显示是否有电流产生,因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。
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