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初中物理苏科版九年级全册电磁感应 发电机课时作业
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这是一份初中物理苏科版九年级全册电磁感应 发电机课时作业，共22页。试卷主要包含了、单选题，、填空题，、实验题，、解答题等内容，欢迎下载使用。
16.4 安装直流电动机模型 课时练
一 、单选题
1、一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了，出现这种现象的原因可能是（ ）
A. 换向器与电刷未接触 B. 启动时线圈恰好在平衡位置
C. 磁体的磁性不够强 D. 电源正负极接反了
2、电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是（ ）
A. 电动机应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 B. 电动机是把电能转化成机械能的装置
C. 直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动 D. 动圈式话筒的工作原理和电动机相同
3、直流电动机工作时，换向器自动改变线圈中电流方向的位置是（ ）
A. 线圈刚越过平衡位置 B. 线圈转到任意位置
C. 线圈平面与磁感线平行 D. 线圈平面与磁感线成45°角
4、关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A. 可以研究发电机的工作原理
B. 可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系
C. 可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系
D. 该装置实验过程中把机械能转化为电能
5、小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。接通(电池)电源，
闭合开关后，发现线圈顺时针方向转动，若要使线圈逆时针方向转动，
正确的做法是（ ）
A. 减小一节电池 B. 同时对调磁铁和电源的两极
C. 增加一节电池 D. 把电源两极对调
6、直流电动机中转子的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是（ ）
A. 不断改变电流的方向，使线圈能够完成正反转动
B. 适时地自动改变线圈中电流的方向使线圈始终向一个方向转动
C. 不断改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D. 不断改变磁场的方向，使线圈始终朝一个方向转动
7、小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（ ）
A. 只对调电源的正、负极 B. 只对调磁体的N、S极
C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
8、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
9、我市今年投入运营的第二批“沂蒙红”新能源公交车的动力装置是电动机。下列选项，能说明其工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
10、如图为实验室常用电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连。其工作原理：当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小。下列说法正确的是（ ）
A. 此工作原理是由奥斯特发现的 B. 此工作原理与电动机工作原理相同
C. 利用该原理人们发明了发电机 D. 线圈中的电流越大，指针受力越小
11、如图直流电动机(已安装换向器)的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A. 甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B. 从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C. 导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D. 导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
12、如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将
钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（ ）
A. 电动机工作时将机械能转化为电能
B. 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的
C. 电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D. 汽车正常行驶时钥匙开关必须闭合
13、如图所示的磁悬浮盆栽，在盆栽底端有一个磁铁，在底座内部有
一个金属线圈，线圈通电后，盆栽可悬浮在空中。下列说法正确的是
（ ）
A. 该盆栽是利用同名磁极相互排斥的原理实现悬浮
B. 底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同
C. 电磁铁线圈内电流的大小不影响底座和盆栽间的距离
D. 当给盆栽浇水后，桌面对底座的支持力大小不变
14、如图所示在汽车模型的正前方用电扇迎面吹风，模拟汽车行驶时的气流。当无风时，托盘测力计示数为20N；当电风扇吹风时，托盘测力计的示数为15N。据此分析
下列说法正确的是（ ）
A. 托盘测力计和气流相对于汽车模型是静止的
B. 电风扇中电动机与话筒工作原理相同
C. 汽车模型的重力和汽车对托盘的压力是一对相互作用力
D. 汽车在加速的过程中受到地面的摩擦力逐渐减小
15、小明同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个力敏电阻，其阻值随压力的
增大而减小。下列分析正确的是（ ）
A. 当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为N级
B. 当有人乘坐电梯时，力敏电阻所受压力增大，图中电磁铁的磁性
将减弱
C. 当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
D. 可以改变控制电路的电源方向来改变工作电路电动机转动方向
二 、填空题
1、目前，贵港市正在打造“中国−东盟新能源电动车”生产基地，主动融入“一带一路”建设，取得了较好成效。电动车主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受 ______的作用；在给电动车充电过程中，是将 ______能转化为化学能。
2、第一个发现电和磁联系的科学家是______，这为电动机和发电机的发明奠定了基础。在做“让线圈转起来”的实验中，将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周(如图)，其作用与直流电动机中的______作用相似。采用“刮漆”的办法______(能/不能)改变线圈中的电流方向。
3、将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔具有 ______(选填“导电”或“导热”)性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理与 ______(选填“电动机”或“发电机”)相同。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是 ______(选填序号，①仅将电池正负极对调一下；②将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调)。
4、如图所示，某实验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mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，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”)，原因是 ______。
5、电动机是利用 ______(选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫 ______(填电动机的结构名称)。图中的线圈所在的位置 ______(选填“是”或“不是”)平衡位置，此时线圈由于 ______会继续转动，从而越过此位置。
6、组装直流电动机后，接通电源，若出现下表左边的现象，请分析原因，然后将右边的故障现象填在括号内(填写选项)：
①转动较慢，显得很吃力 ______
A.摩擦阻力太大
B.换向器与电刷接触不良
C.启动前线圈刚好处于平衡位置
②刚接通电源时，电动机不转，但用手轻轻拨动一下线圈，电动机就能顺利转动起来 ______
③电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机才能转动起来 ______
7、小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ______ 。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______ ，该装置能在线圈 ______ (刚转到/刚转过)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
8、线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线a b所受磁场力的方向 ______ (选填“相同”“相反”)，原因是 ______ .
三 、实验题
1、在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 ______ ；
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 ______ 移动；
(3)接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答： ______ ；
(4)完成以上实验后，小明取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于 ______ 机。
(5)小明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理，导体棒ab应选用 ______ 材料制成。(选填“铜”或“铁”或“塑料”)。
2、用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示．
(1)乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为______(填“N”或“S”)极，磁铁与铁钉间的吸引力______(填“大于”或“小于”)磁铁的重力．
(2)丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是______(填“向上”或“向下”)，磁铁上的电流由于受到______作用而带动铁钉开始旋转．
(3)这个简易电动机工作时，将电能转化为______能，若它的输入功率为2.0W，效率为60%，则输出功率为______W.
(4)演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变______方向．电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是(写出一条即可)______.(提示：干电池通过的电流不允许长时间超过0.6A；磁铁磁性随温度升高而减弱．)
3、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。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ______。
(2)乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______，该装置能在线圈 ______(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)丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中
______(选填“能”或“不能”)沿某一方向持续转动，图中线圈 ______(选填“处于”或“不处于”)平衡位置。
四 、解答题
1、如图所示，通过开关S控制电动机，使电动机既能正转又能反转(已知电动机的转动方向会随着通过其电流方向的变化而变化)，请在图中虚线框内分别填上电池和电动机的电学符号。
2、随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
(1)扫地机器人内部的核心部件电动机的工作原理是______；其吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强______(选填“变大”、“不变”或“变小”)，从而使杂物进入吸尘器。
(2)扫地机器人正常工作时的电流是______A；电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时，若充满电后，可供机器人持续正常工作______h。
(3)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人运动的速度为______m/s。
(4)机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为______米。
答案与解析
一 、单选题
1、一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了，出现这种现象的原因可能是()
A. 换向器与电刷未接触 B. 启动时线圈恰好在平衡位置
C. 磁体的磁性不够强 D. 电源正负极接反了
【答案】B;
【解析】
A、若此时换向器没有和电刷接触好，即该电路是断路，电路中没有电流，即电动机不可能工作，故即使拨动线圈也不会转动，故A错误；
B、启动时，线圈刚好处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用，但只要轻轻拨动一下，电路中就会有电流，即线圈就会转动，故B正确；
C、磁体的磁性不够强，产生的磁力较小，即使拨动线圈，线圈也不会转动，故C错误；
D、若电源正负极接反了，电动机会反转，故通电后不会不转动，故D错误。
故选：B。
2、电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是()
A. 电动机应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 B. 电动机是把电能转化成机械能的装置
C. 直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动 D. 动圈式话筒的工作原理和电动机相同
【答案】D;
【解析】
A、电动机的原理是通电导体在磁场中受力，或通电线圈在磁场中受力转动，故A正确；
B、电动机通入的是电，产生的是运动，是电能转化成机械能，故B正确；
C、 换向器的作用是，当线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，所以能够使线圈持续转动，故C正确；
D、动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的，而电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故D错误。
故选：D。
3、直流电动机工作时，换向器自动改变线圈中电流方向的位置是( )
A. 线圈刚越过平衡位置 B. 线圈转到任意位置
C. 线圈平面与磁感线平行 D. 线圈平面与磁感线成45°角
【答案】A;
【解析】当线圈转动线圈平面与磁感应线垂直的位置时，线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力，线圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右摆动，即该位置就是平衡位置，即为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，线圈在平衡位置依靠惯性自动转动，当线圈刚好转过平衡位置时换向器就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动，故A正确，BCD错误。
故选：A。
24、关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是( )
A. 可以研究发电机的工作原理
B. 可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系
C. 可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系
D. 该装置实验过程中把机械能转化为电能
【答案】C;
【解析】该装置中有电源提供电能，是研究通电导体在磁场中受力的装置，通过本装置可以研究磁场对通电导体的作用力方向与电流方向、磁场方向的关系，根据此原理可制成电动机，在实验过程中消耗的电能转化为机械能，故ABD错、C正确。
故选：C。
5、小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。接通(电池)电源，闭合开关后，发现线圈顺时针方向转动，若要使线圈逆时针方向转动，正确的做法是( )
A. 减小一节电池 B. 同时对调磁铁和电源的两极
C. 增加一节电池 D. 把电源两极对调
【答案】D;
【解析】 电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动速度与电流大小和磁场强弱有关；电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。 知道电动机转动方向与电流方向、磁场方向的关系以及影响电动机转动速度的因素是本题的解题关键。 直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，电流方向和磁场方向二者中，改变其中一个，电动机的转动方向改变，二者同时改变，电动机的转动方向不变。若只使通入直流电动机的电流方向改变，它的转动方向将改变。故D符合题意。
故选D。
6、直流电动机中转子的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是( )
A. 不断改变电流的方向，使线圈能够完成正反转动
B. 适时地自动改变线圈中电流的方向使线圈始终向一个方向转动
C. 不断改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D. 不断改变磁场的方向，使线圈始终朝一个方向转动
【答案】B;
【解析】在直流电动机的工作过程中，换向器和电刷起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动，即换向器与电刷的作用是适时地自动改变电流的方向使线圈始终向一个方向转动。
故选：B。
7、小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是()
A. 只对调电源的正、负极 B. 只对调磁体的N、S极
C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
【答案】C;
【解析】
A、只对调电源的正、负极，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故A有效；
B、将蹄形磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故B有效；
C、同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电流方向改变，磁场方向改变，不会改变运动方向，电动机转动方向不变，故C无效；
D、导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故D有效。
故选：C。
8、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
【答案】B;
【解析】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，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9、我市今年投入运营的第二批“沂蒙红”新能源公交车的动力装置是电动机。下列选项，能说明其工作原理的是()
A. B.
C. D.
【答案】B;
【解析】电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的；
A、图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，与电动机的原理不同，故A不符合题意；
B、图中有电源，通电导体在磁场中受力会发生运动，是电动机的工作原理，故B符合题意；
C、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，与电动机的原理不同，故B不符合题意；
D、图中没有电源，是交流发动机的原理图，故D不符合题意。
故选：B。
10、如图为实验室常用电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连。其工作原理：当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小。下列说法正确的是()
A. 此工作原理是由奥斯特发现的 B. 此工作原理与电动机工作原理相同
C. 利用该原理人们发明了发电机 D. 线圈中的电流越大，指针受力越小
【答案】B;
【解析】解：ABC、电流表电路中有磁场，通电流时线圈转动带动指针转动，所以电流表指针转动是通电导体在磁场中受力运动，此工作原理与电动机工作原理相同，不是奥斯特发现的，故AC错误，B正确。
D、线圈中的电流越大，产生的磁场力越大，指针受力越大，故D错误。
故选：B。
11、如图直流电动机(已安装换向器)的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是()
A. 甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B. 从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C. 导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D. 导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
【答案】D;
【解析】导体受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，在乙图中电流方向是由a到b的，受力方向是竖直向上的；导线cd在甲图中电流方向是由d到c的，受力方向是竖直向上的，在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的；故AB错误； 导线ab、cd在这两个时刻的电流方向和受力方向都是不同的，故C错误，D正确；
故选：D。
12、如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是()
A. 电动机工作时将机械能转化为电能 B. 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的
C. 电磁铁通电后电磁铁的上端为S极 D. 汽车正常行驶时钥匙开关必须闭合
【答案】B;
【解析】
A.电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，故A错误；
B.电流周围存在磁场，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故B正确；
C.根据安培定则，电磁铁通电后电磁铁的上端为N极，故C错误；
D.汽车正常行驶时，启动电机不需持续工作，钥匙开关也不需闭合，故D错误。
故选B。
13、如图所示的磁悬浮盆栽，在盆栽底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，盆栽可悬浮在空中。下列说法正确的是()
A. 该盆栽是利用同名磁极相互排斥的原理实现悬浮
B. 底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同
C. 电磁铁线圈内电流的大小不影响底座和盆栽间的距离
D. 当给盆栽浇水后，桌面对底座的支持力大小不变
【答案】A;
【解析】
A、该盆栽之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故A正确；
B、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B错误；
C、电磁铁线圈内的电流增大，使磁场增强，盆栽受到的磁力增大，距离增大，故C错误；
D、当给盆栽浇水后，盆栽的重力变大，桌面对底座的支持力和盆栽、底座这个整体的总重力是一对平衡力，大小相等，由于总重变大，所以桌面对底座的支持力也会变大，故D错误。
故选：A。
14、如图所示在汽车模型的正前方用电扇迎面吹风，模拟汽车行驶时的气流。当无风时，托盘测力计示数为20N；当电风扇吹风时，托盘测力计的示数为15N。据此分析下列说法正确的是()
A. 托盘测力计和气流相对于汽车模型是静止的
B. 电风扇中电动机与话筒工作原理相同
C. 汽车模型的重力和汽车对托盘的压力是一对相互作用力
D. 汽车在加速的过程中受到地面的摩擦力逐渐减小
【答案】D;
【解析】
A、气流与汽车模型之间发生了位置的变化，是运动的，故A错误；
B、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动；话筒的工作原理是电磁感应原理，所以原理不同，故B错误；
C、汽车模型的重力和汽车对托盘的压力，这两个力的方向相同，不是一对相互作用力，故C错误；
D、汽车加速时，通过汽车上方空气的流速大、压强小，下方的流速小，压强大，给汽车产生一个向上的压力差，使得汽车队地面的压力减小，接触面的粗糙程度不变，摩擦力会变小，故D正确。
故选：D。
15、小明同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个力敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是()
A. 当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为N级
B. 当有人乘坐电梯时，力敏电阻所受压力增大，图中电磁铁的磁性将减弱
C. 当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
D. 可以改变控制电路的电源方向来改变工作电路电动机转动方向
【答案】C;
【解析】
A、图中不知电流方向，无法判断电磁铁的极性，故A错误。
B、站上电梯的人越多，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B错误；
C、当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢，故C正确；
D、一个电梯运动的方向是不变的，所以不能改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向，故D错误。
故选：C。
二 、填空题
1、目前，贵港市正在打造“中国−东盟新能源电动车”生产基地，主动融入“一带一路”建设，取得了较好成效。电动车主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受 ______的作用；在给电动车充电过程中，是将 ______能转化为化学能。
【答案】力 电;
【解析】电动机是利用了通电导体在磁场中会受到力的作用而运动工作的； 蓄电池是化学电池，充电过程中将电能转化为化学能储存在蓄电池中。
故答案为：力；电。
2、第一个发现电和磁联系的科学家是______，这为电动机和发电机的发明奠定了基础。在做“让线圈转起来”的实验中，将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周(如图)，其作用与直流电动机中的______作用相似。采用“刮漆”的办法______(能/不能)改变线圈中的电流方向。
【答案】奥斯特 换向器 不能;
【解析】第一个发现电和磁联系的人是奥斯特，这为电动机和发电机的发明奠定了基础；同时在直流电动机中，为了使线圈持续的转动下去，一般是通过换向器在平衡位置及时的改变电流的方向，致使线圈所受力的方向发生改变，从而使得线圈持续的转动。
该线圈之所以能转动，是根据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故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，线圈中电流方向并没有改变。
故答案为：奥斯特；换向器；不能。
3、将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔具有 ______(选填“导电”或“导热”)性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理与 ______(选填“电动机”或“发电机”)相同。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是 ______(选填序号，①仅将电池正负极对调一下；②将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调)。
【答案】导电 电动机 ①;
【解析】将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动，其原理同电动机的原理； 通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①。
故答案为：导电；电动机；①。
3、如图所示，某实验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mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，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”)，原因是 ______。
【答案】相同 电流的方向和磁场的方向都发生了变化;
【解析】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。
故答案为：相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
5、电动机是利用 ______(选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫 ______(填电动机的结构名称)。图中的线圈所在的位置 ______(选填“是”或“不是”)平衡位置，此时线圈由于 ______会继续转动，从而越过此位置。
【答案】磁场对电流的作用 换向器 是 惯性;
【解析】解：(1)电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，电动机就会转动，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
(2)电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置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)当线圈转至图中所示位置时，线圈上下两个边所受的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上，所以这两个力属于平衡力，是平衡位置；线圈由于具有惯性，会继续运动，从而越过平衡位置。
故答案为：磁场对电流的作用；换向器；是；惯性。
6、组装直流电动机后，接通电源，若出现下表左边的现象，请分析原因，然后将右边的故障现象填在括号内(填写选项)：
①转动较慢，显得很吃力 ______
A.摩擦阻力太大
B.换向器与电刷接触不良
C.启动前线圈刚好处于平衡位置
②刚接通电源时，电动机不转，但用手轻轻拨动一下线圈，电动机就能顺利转动起来 ______
③电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机才能转动起来 ______
【答案】A C B;
【解析】解：①因为电动机轴生锈，摩擦力过大电动机常常转速缓慢或者被卡住。所以故障现象①对应故障原因A。
②因为线圈处于平衡位置时，线圈中无电流，线圈不受力的作用，用手轻轻拨动一下线圈，电动机就能顺利转动起来。所以故障现象②对应故障原因C；
③如果换向器与电刷接触不良，电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机就能转动起来。所以故障现象③对应故障原因B。
故答案为：①A；②C；③B。
7、小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ______ 。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______ ，该装置能在线圈 ______ (刚转到/刚转过)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】B 换向器 刚转过;
【解析】解：(1)在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，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，故选B；
(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。
故答案为：(1)B；(2)换向器；刚转过。
8、线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线a b所受磁场力的方向 ______ (选填“相同”“相反”)，原因是 ______ .
【答案】相反；磁场方向不变，电流方向改变;
【解析】解：由于电流从电源的正极出发，故图甲中ab的电流方向是由b到a；在图乙中，导线ab中的电流方向是由a到b，与图甲的电流方向相反； 磁场方向不变，导线ab中的电流方向改变，所以导线ab的受力方向改变，图甲中导线ab的受力方向与图乙相反．
故答案为：相反；磁场方向不变，电流方向改变．
三 、实验题
1、在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 ______ ；
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 ______ 移动；
(3)接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答： ______ ；
(4)完成以上实验后，小明取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于 ______ 机。
(5)小明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理，导体棒ab应选用 ______ 材料制成。(选填“铜”或“铁”或“塑料”)。
【答案】A 左 不会 发电 铜;
【解析】
(1)当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动，故选A；
(2)若要电动机转速加快，可以增大电路中的电流，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的电阻，从而增大电路中的电流；
(3)小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，此时磁场的方向发生了改变，当对调接在电源正、负极上的导线时，通过的电流也会发生变化，则电动机线圈的受力方向不变，其转动方向不变；
(4)取下电源换接上小灯泡，快速拉动细线，使线圈转动起来，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡会发光，这是电磁感应现象，此时模型就相当于发电机。
故答案为：(1)A；(2)左；(3)不会；(4)发电；(5)铜。
2、用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示．
(1)乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为______(填“N”或“S”)极，磁铁与铁钉间的吸引力______(填“大于”或“小于”)磁铁的重力．
(2)丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是______(填“向上”或“向下”)，磁铁上的电流由于受到______作用而带动铁钉开始旋转．
(3)这个简易电动机工作时，将电能转化为______能，若它的输入功率为2.0W，效率为60%，则输出功率为______W.
(4)演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变______方向．电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是(写出一条即可)______.(提示：干电池通过的电流不允许长时间超过0.6A；磁铁磁性随温度升高而减弱．)
【答案】N 大于 向下 磁力 机械 1.2 电流 保护电源 ;
【解析】
(1)乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉根据异名磁极相互吸引可得铁钉的尖端为N极，磁铁与铁钉间的吸引力大于磁铁的重力．
(2)干电池外部，电流从正极流向负极，所以通过铁钉的电流方向是向下的；磁铁上的电流位于磁场中，由于受到磁力作用而转动；
(3)简易电动机工作时，将电能转化为机械能；
输出功率为P输出=P输入×60%=2.0W×60%=1.2W；
(4)通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方向改变则其转动方向就改变；而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关．因此要改变铁钉转动方向可以改变铁钉中的电流方向或磁场方向；电动机转动起来后，若长时间通电，会损坏电源；另外电流通过磁铁，会产生热量，温度升高，使磁铁的磁性减弱，所以为了保护电源和不减弱磁铁的磁性，应使电线下端应间歇性地接触磁铁．
故答案为：(1)N；大于；(2)向下；磁力；(3)机械；1.2；(4)电流；保护电源．
3、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。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ______。
(2)乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______，该装置能在线圈 ______(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)丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中 ______(选填“能”或“不能”)沿某一方向持续转动，图中线圈 ______(选填“处于”或“不处于”)平衡位置。
【答案】通电线圈 电流方向不同 换向器 刚转过 不能 处于;
【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)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。
故答案为：(1)通电线圈；电流方向不同； (2)换向器；刚转过；(3)不能；处于。
四 、解答题
1、如图所示，通过开关S控制电动机，使电动机既能正转又能反转(已知电动机的转动方向会随着通过其电流方向的变化而变化)，请在图中虚线框内分别填上电池和电动机的电学符号。
【答案】如图所示：
;
【解析】电路图如图所示，其中S是一个拔动开关，通过开关S控制电动机，因此电动机与开关串联，电源在下面，当S与上面的触点接触时，电动机正转；当S与下面的触点接触时，电动机反转，要把它们连成一个可以通过拔动开关来控制电动机正反转的电路，只要能够让电流可以改变方向即可画出电路图。
2、随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
项目
指标参数
工作电压
12V
净重
4kg
最大集尘量
1kg
功率
30W
电池容量
2000mAh
(1)扫地机器人内部的核心部件电动机的工作原理是______；其吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强______(选填“变大”、“不变”或“变小”)，从而使杂物进入吸尘器。
(2)扫地机器人正常工作时的电流是______A；电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时，若充满电后，可供机器人持续正常工作______h。
(3)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人运动的速度为______m/s。
(4)机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为______米。
【答案】通电线圈在磁场中受力转动 变小 2.5 0.8 0.6 172.8;
【解析】解：
(1)扫地机器人内部的核心部件电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
机器人吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部气体流速增大，压强变小，从而使杂物进入吸尘器。
(2)由表格数据可知，扫地机器人正常工作时的功率为30W，电压为12V，
由P=UI可得，扫地机器人正常工作时的电流I=PU=30W12V=2.5A，
电池充满电时储存的电能W=UIt=12V×2A×3600s=86400J，
由P=Wt得机器人持续正常工作的时间：
t=WP=86400J30W=2880s=0.8h；
(3)吸尘器对地面的压力等于其重力，由题知摩擦力与压力成正比。
则集尘盒空置时和达到最大集尘量时的摩擦力摩擦力之比为：
f1f2=G1G2=m1m2，
即：
16Nf2=4kg4kg+1kg，
解得：f2=20N，
消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功。
所以40％P=Fv=f2v，
则达到最大集尘量时机器人运动的速度：v=0.4Pf2=0.4×30W20N=0.6m/s；
(4)机器人吸尘器达到最大吸尘量时，克服摩擦力做的功为：
W'=WW=86400J×10％×40％=3456J；
根据W=Fs=f2s得可以行驶的最大距离：
s=W'f2=3456J20N=172.8m。
故答案为： (1)通电线圈在磁场中受力转动(或磁场对电流的作用)；变小；(2)2.5；0.8；(3)0.6；(4)172.8。
16.4 安装直流电动机模型 课时练
一 、单选题
1、一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了，出现这种现象的原因可能是（ ）
A. 换向器与电刷未接触 B. 启动时线圈恰好在平衡位置
C. 磁体的磁性不够强 D. 电源正负极接反了
2、电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是（ ）
A. 电动机应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 B. 电动机是把电能转化成机械能的装置
C. 直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动 D. 动圈式话筒的工作原理和电动机相同
3、直流电动机工作时，换向器自动改变线圈中电流方向的位置是（ ）
A. 线圈刚越过平衡位置 B. 线圈转到任意位置
C. 线圈平面与磁感线平行 D. 线圈平面与磁感线成45°角
4、关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A. 可以研究发电机的工作原理
B. 可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系
C. 可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系
D. 该装置实验过程中把机械能转化为电能
5、小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。接通(电池)电源，
闭合开关后，发现线圈顺时针方向转动，若要使线圈逆时针方向转动，
正确的做法是（ ）
A. 减小一节电池 B. 同时对调磁铁和电源的两极
C. 增加一节电池 D. 把电源两极对调
6、直流电动机中转子的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是（ ）
A. 不断改变电流的方向，使线圈能够完成正反转动
B. 适时地自动改变线圈中电流的方向使线圈始终向一个方向转动
C. 不断改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D. 不断改变磁场的方向，使线圈始终朝一个方向转动
7、小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（ ）
A. 只对调电源的正、负极 B. 只对调磁体的N、S极
C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
8、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
9、我市今年投入运营的第二批“沂蒙红”新能源公交车的动力装置是电动机。下列选项，能说明其工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
10、如图为实验室常用电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连。其工作原理：当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小。下列说法正确的是（ ）
A. 此工作原理是由奥斯特发现的 B. 此工作原理与电动机工作原理相同
C. 利用该原理人们发明了发电机 D. 线圈中的电流越大，指针受力越小
11、如图直流电动机(已安装换向器)的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A. 甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B. 从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C. 导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D. 导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
12、如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将
钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（ ）
A. 电动机工作时将机械能转化为电能
B. 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的
C. 电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D. 汽车正常行驶时钥匙开关必须闭合
13、如图所示的磁悬浮盆栽，在盆栽底端有一个磁铁，在底座内部有
一个金属线圈，线圈通电后，盆栽可悬浮在空中。下列说法正确的是
（ ）
A. 该盆栽是利用同名磁极相互排斥的原理实现悬浮
B. 底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同
C. 电磁铁线圈内电流的大小不影响底座和盆栽间的距离
D. 当给盆栽浇水后，桌面对底座的支持力大小不变
14、如图所示在汽车模型的正前方用电扇迎面吹风，模拟汽车行驶时的气流。当无风时，托盘测力计示数为20N；当电风扇吹风时，托盘测力计的示数为15N。据此分析
下列说法正确的是（ ）
A. 托盘测力计和气流相对于汽车模型是静止的
B. 电风扇中电动机与话筒工作原理相同
C. 汽车模型的重力和汽车对托盘的压力是一对相互作用力
D. 汽车在加速的过程中受到地面的摩擦力逐渐减小
15、小明同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个力敏电阻，其阻值随压力的
增大而减小。下列分析正确的是（ ）
A. 当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为N级
B. 当有人乘坐电梯时，力敏电阻所受压力增大，图中电磁铁的磁性
将减弱
C. 当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
D. 可以改变控制电路的电源方向来改变工作电路电动机转动方向
二 、填空题
1、目前，贵港市正在打造“中国−东盟新能源电动车”生产基地，主动融入“一带一路”建设，取得了较好成效。电动车主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受 ______的作用；在给电动车充电过程中，是将 ______能转化为化学能。
2、第一个发现电和磁联系的科学家是______，这为电动机和发电机的发明奠定了基础。在做“让线圈转起来”的实验中，将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周(如图)，其作用与直流电动机中的______作用相似。采用“刮漆”的办法______(能/不能)改变线圈中的电流方向。
3、将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔具有 ______(选填“导电”或“导热”)性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理与 ______(选填“电动机”或“发电机”)相同。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是 ______(选填序号，①仅将电池正负极对调一下；②将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调)。
4、如图所示，某实验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mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，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”)，原因是 ______。
5、电动机是利用 ______(选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫 ______(填电动机的结构名称)。图中的线圈所在的位置 ______(选填“是”或“不是”)平衡位置，此时线圈由于 ______会继续转动，从而越过此位置。
6、组装直流电动机后，接通电源，若出现下表左边的现象，请分析原因，然后将右边的故障现象填在括号内(填写选项)：
①转动较慢，显得很吃力 ______
A.摩擦阻力太大
B.换向器与电刷接触不良
C.启动前线圈刚好处于平衡位置
②刚接通电源时，电动机不转，但用手轻轻拨动一下线圈，电动机就能顺利转动起来 ______
③电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机才能转动起来 ______
7、小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ______ 。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______ ，该装置能在线圈 ______ (刚转到/刚转过)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
8、线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线a b所受磁场力的方向 ______ (选填“相同”“相反”)，原因是 ______ .
三 、实验题
1、在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 ______ ；
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 ______ 移动；
(3)接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答： ______ ；
(4)完成以上实验后，小明取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于 ______ 机。
(5)小明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理，导体棒ab应选用 ______ 材料制成。(选填“铜”或“铁”或“塑料”)。
2、用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示．
(1)乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为______(填“N”或“S”)极，磁铁与铁钉间的吸引力______(填“大于”或“小于”)磁铁的重力．
(2)丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是______(填“向上”或“向下”)，磁铁上的电流由于受到______作用而带动铁钉开始旋转．
(3)这个简易电动机工作时，将电能转化为______能，若它的输入功率为2.0W，效率为60%，则输出功率为______W.
(4)演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变______方向．电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是(写出一条即可)______.(提示：干电池通过的电流不允许长时间超过0.6A；磁铁磁性随温度升高而减弱．)
3、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。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ______。
(2)乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______，该装置能在线圈 ______(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)丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中
______(选填“能”或“不能”)沿某一方向持续转动，图中线圈 ______(选填“处于”或“不处于”)平衡位置。
四 、解答题
1、如图所示，通过开关S控制电动机，使电动机既能正转又能反转(已知电动机的转动方向会随着通过其电流方向的变化而变化)，请在图中虚线框内分别填上电池和电动机的电学符号。
2、随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
(1)扫地机器人内部的核心部件电动机的工作原理是______；其吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强______(选填“变大”、“不变”或“变小”)，从而使杂物进入吸尘器。
(2)扫地机器人正常工作时的电流是______A；电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时，若充满电后，可供机器人持续正常工作______h。
(3)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人运动的速度为______m/s。
(4)机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为______米。
答案与解析
一 、单选题
1、一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了，出现这种现象的原因可能是()
A. 换向器与电刷未接触 B. 启动时线圈恰好在平衡位置
C. 磁体的磁性不够强 D. 电源正负极接反了
【答案】B;
【解析】
A、若此时换向器没有和电刷接触好，即该电路是断路，电路中没有电流，即电动机不可能工作，故即使拨动线圈也不会转动，故A错误；
B、启动时，线圈刚好处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用，但只要轻轻拨动一下，电路中就会有电流，即线圈就会转动，故B正确；
C、磁体的磁性不够强，产生的磁力较小，即使拨动线圈，线圈也不会转动，故C错误；
D、若电源正负极接反了，电动机会反转，故通电后不会不转动，故D错误。
故选：B。
2、电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是()
A. 电动机应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 B. 电动机是把电能转化成机械能的装置
C. 直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动 D. 动圈式话筒的工作原理和电动机相同
【答案】D;
【解析】
A、电动机的原理是通电导体在磁场中受力，或通电线圈在磁场中受力转动，故A正确；
B、电动机通入的是电，产生的是运动，是电能转化成机械能，故B正确；
C、 换向器的作用是，当线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，所以能够使线圈持续转动，故C正确；
D、动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的，而电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故D错误。
故选：D。
3、直流电动机工作时，换向器自动改变线圈中电流方向的位置是( )
A. 线圈刚越过平衡位置 B. 线圈转到任意位置
C. 线圈平面与磁感线平行 D. 线圈平面与磁感线成45°角
【答案】A;
【解析】当线圈转动线圈平面与磁感应线垂直的位置时，线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力，线圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右摆动，即该位置就是平衡位置，即为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，线圈在平衡位置依靠惯性自动转动，当线圈刚好转过平衡位置时换向器就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动，故A正确，BCD错误。
故选：A。
24、关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是( )
A. 可以研究发电机的工作原理
B. 可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系
C. 可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系
D. 该装置实验过程中把机械能转化为电能
【答案】C;
【解析】该装置中有电源提供电能，是研究通电导体在磁场中受力的装置，通过本装置可以研究磁场对通电导体的作用力方向与电流方向、磁场方向的关系，根据此原理可制成电动机，在实验过程中消耗的电能转化为机械能，故ABD错、C正确。
故选：C。
5、小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。接通(电池)电源，闭合开关后，发现线圈顺时针方向转动，若要使线圈逆时针方向转动，正确的做法是( )
A. 减小一节电池 B. 同时对调磁铁和电源的两极
C. 增加一节电池 D. 把电源两极对调
【答案】D;
【解析】 电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动速度与电流大小和磁场强弱有关；电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。 知道电动机转动方向与电流方向、磁场方向的关系以及影响电动机转动速度的因素是本题的解题关键。 直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，电流方向和磁场方向二者中，改变其中一个，电动机的转动方向改变，二者同时改变，电动机的转动方向不变。若只使通入直流电动机的电流方向改变，它的转动方向将改变。故D符合题意。
故选D。
6、直流电动机中转子的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是( )
A. 不断改变电流的方向，使线圈能够完成正反转动
B. 适时地自动改变线圈中电流的方向使线圈始终向一个方向转动
C. 不断改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D. 不断改变磁场的方向，使线圈始终朝一个方向转动
【答案】B;
【解析】在直流电动机的工作过程中，换向器和电刷起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动，即换向器与电刷的作用是适时地自动改变电流的方向使线圈始终向一个方向转动。
故选：B。
7、小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是()
A. 只对调电源的正、负极 B. 只对调磁体的N、S极
C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
【答案】C;
【解析】
A、只对调电源的正、负极，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故A有效；
B、将蹄形磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故B有效；
C、同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电流方向改变，磁场方向改变，不会改变运动方向，电动机转动方向不变，故C无效；
D、导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故D有效。
故选：C。
8、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
【答案】B;
【解析】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，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9、我市今年投入运营的第二批“沂蒙红”新能源公交车的动力装置是电动机。下列选项，能说明其工作原理的是()
A. B.
C. D.
【答案】B;
【解析】电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的；
A、图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，与电动机的原理不同，故A不符合题意；
B、图中有电源，通电导体在磁场中受力会发生运动，是电动机的工作原理，故B符合题意；
C、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，与电动机的原理不同，故B不符合题意；
D、图中没有电源，是交流发动机的原理图，故D不符合题意。
故选：B。
10、如图为实验室常用电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连。其工作原理：当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小。下列说法正确的是()
A. 此工作原理是由奥斯特发现的 B. 此工作原理与电动机工作原理相同
C. 利用该原理人们发明了发电机 D. 线圈中的电流越大，指针受力越小
【答案】B;
【解析】解：ABC、电流表电路中有磁场，通电流时线圈转动带动指针转动，所以电流表指针转动是通电导体在磁场中受力运动，此工作原理与电动机工作原理相同，不是奥斯特发现的，故AC错误，B正确。
D、线圈中的电流越大，产生的磁场力越大，指针受力越大，故D错误。
故选：B。
11、如图直流电动机(已安装换向器)的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是()
A. 甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B. 从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C. 导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D. 导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
【答案】D;
【解析】导体受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，在乙图中电流方向是由a到b的，受力方向是竖直向上的；导线cd在甲图中电流方向是由d到c的，受力方向是竖直向上的，在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的；故AB错误； 导线ab、cd在这两个时刻的电流方向和受力方向都是不同的，故C错误，D正确；
故选：D。
12、如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是()
A. 电动机工作时将机械能转化为电能 B. 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的
C. 电磁铁通电后电磁铁的上端为S极 D. 汽车正常行驶时钥匙开关必须闭合
【答案】B;
【解析】
A.电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，故A错误；
B.电流周围存在磁场，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故B正确；
C.根据安培定则，电磁铁通电后电磁铁的上端为N极，故C错误；
D.汽车正常行驶时，启动电机不需持续工作，钥匙开关也不需闭合，故D错误。
故选B。
13、如图所示的磁悬浮盆栽，在盆栽底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，盆栽可悬浮在空中。下列说法正确的是()
A. 该盆栽是利用同名磁极相互排斥的原理实现悬浮
B. 底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同
C. 电磁铁线圈内电流的大小不影响底座和盆栽间的距离
D. 当给盆栽浇水后，桌面对底座的支持力大小不变
【答案】A;
【解析】
A、该盆栽之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故A正确；
B、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B错误；
C、电磁铁线圈内的电流增大，使磁场增强，盆栽受到的磁力增大，距离增大，故C错误；
D、当给盆栽浇水后，盆栽的重力变大，桌面对底座的支持力和盆栽、底座这个整体的总重力是一对平衡力，大小相等，由于总重变大，所以桌面对底座的支持力也会变大，故D错误。
故选：A。
14、如图所示在汽车模型的正前方用电扇迎面吹风，模拟汽车行驶时的气流。当无风时，托盘测力计示数为20N；当电风扇吹风时，托盘测力计的示数为15N。据此分析下列说法正确的是()
A. 托盘测力计和气流相对于汽车模型是静止的
B. 电风扇中电动机与话筒工作原理相同
C. 汽车模型的重力和汽车对托盘的压力是一对相互作用力
D. 汽车在加速的过程中受到地面的摩擦力逐渐减小
【答案】D;
【解析】
A、气流与汽车模型之间发生了位置的变化，是运动的，故A错误；
B、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动；话筒的工作原理是电磁感应原理，所以原理不同，故B错误；
C、汽车模型的重力和汽车对托盘的压力，这两个力的方向相同，不是一对相互作用力，故C错误；
D、汽车加速时，通过汽车上方空气的流速大、压强小，下方的流速小，压强大，给汽车产生一个向上的压力差，使得汽车队地面的压力减小，接触面的粗糙程度不变，摩擦力会变小，故D正确。
故选：D。
15、小明同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个力敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是()
A. 当控制电路开关闭合时，电磁铁的下端为N级
B. 当有人乘坐电梯时，力敏电阻所受压力增大，图中电磁铁的磁性将减弱
C. 当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
D. 可以改变控制电路的电源方向来改变工作电路电动机转动方向
【答案】C;
【解析】
A、图中不知电流方向，无法判断电磁铁的极性，故A错误。
B、站上电梯的人越多，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B错误；
C、当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢，故C正确；
D、一个电梯运动的方向是不变的，所以不能改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向，故D错误。
故选：C。
二 、填空题
1、目前，贵港市正在打造“中国−东盟新能源电动车”生产基地，主动融入“一带一路”建设，取得了较好成效。电动车主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受 ______的作用；在给电动车充电过程中，是将 ______能转化为化学能。
【答案】力 电;
【解析】电动机是利用了通电导体在磁场中会受到力的作用而运动工作的； 蓄电池是化学电池，充电过程中将电能转化为化学能储存在蓄电池中。
故答案为：力；电。
2、第一个发现电和磁联系的科学家是______，这为电动机和发电机的发明奠定了基础。在做“让线圈转起来”的实验中，将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周(如图)，其作用与直流电动机中的______作用相似。采用“刮漆”的办法______(能/不能)改变线圈中的电流方向。
【答案】奥斯特 换向器 不能;
【解析】第一个发现电和磁联系的人是奥斯特，这为电动机和发电机的发明奠定了基础；同时在直流电动机中，为了使线圈持续的转动下去，一般是通过换向器在平衡位置及时的改变电流的方向，致使线圈所受力的方向发生改变，从而使得线圈持续的转动。
该线圈之所以能转动，是根据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故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，线圈中电流方向并没有改变。
故答案为：奥斯特；换向器；不能。
3、将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔具有 ______(选填“导电”或“导热”)性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理与 ______(选填“电动机”或“发电机”)相同。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是 ______(选填序号，①仅将电池正负极对调一下；②将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调)。
【答案】导电 电动机 ①;
【解析】将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动，其原理同电动机的原理； 通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①。
故答案为：导电；电动机；①。
3、如图所示，某实验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mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，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”)，原因是 ______。
【答案】相同 电流的方向和磁场的方向都发生了变化;
【解析】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。
故答案为：相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
5、电动机是利用 ______(选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫 ______(填电动机的结构名称)。图中的线圈所在的位置 ______(选填“是”或“不是”)平衡位置，此时线圈由于 ______会继续转动，从而越过此位置。
【答案】磁场对电流的作用 换向器 是 惯性;
【解析】解：(1)电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，电动机就会转动，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
(2)电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置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)当线圈转至图中所示位置时，线圈上下两个边所受的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上，所以这两个力属于平衡力，是平衡位置；线圈由于具有惯性，会继续运动，从而越过平衡位置。
故答案为：磁场对电流的作用；换向器；是；惯性。
6、组装直流电动机后，接通电源，若出现下表左边的现象，请分析原因，然后将右边的故障现象填在括号内(填写选项)：
①转动较慢，显得很吃力 ______
A.摩擦阻力太大
B.换向器与电刷接触不良
C.启动前线圈刚好处于平衡位置
②刚接通电源时，电动机不转，但用手轻轻拨动一下线圈，电动机就能顺利转动起来 ______
③电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机才能转动起来 ______
【答案】A C B;
【解析】解：①因为电动机轴生锈，摩擦力过大电动机常常转速缓慢或者被卡住。所以故障现象①对应故障原因A。
②因为线圈处于平衡位置时，线圈中无电流，线圈不受力的作用，用手轻轻拨动一下线圈，电动机就能顺利转动起来。所以故障现象②对应故障原因C；
③如果换向器与电刷接触不良，电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机就能转动起来。所以故障现象③对应故障原因B。
故答案为：①A；②C；③B。
7、小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ______ 。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______ ，该装置能在线圈 ______ (刚转到/刚转过)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】B 换向器 刚转过;
【解析】解：(1)在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，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，故选B；
(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。
故答案为：(1)B；(2)换向器；刚转过。
8、线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线a b所受磁场力的方向 ______ (选填“相同”“相反”)，原因是 ______ .
【答案】相反；磁场方向不变，电流方向改变;
【解析】解：由于电流从电源的正极出发，故图甲中ab的电流方向是由b到a；在图乙中，导线ab中的电流方向是由a到b，与图甲的电流方向相反； 磁场方向不变，导线ab中的电流方向改变，所以导线ab的受力方向改变，图甲中导线ab的受力方向与图乙相反．
故答案为：相反；磁场方向不变，电流方向改变．
三 、实验题
1、在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 ______ ；
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 ______ 移动；
(3)接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答： ______ ；
(4)完成以上实验后，小明取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于 ______ 机。
(5)小明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理，导体棒ab应选用 ______ 材料制成。(选填“铜”或“铁”或“塑料”)。
【答案】A 左 不会 发电 铜;
【解析】
(1)当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动，故选A；
(2)若要电动机转速加快，可以增大电路中的电流，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的电阻，从而增大电路中的电流；
(3)小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，此时磁场的方向发生了改变，当对调接在电源正、负极上的导线时，通过的电流也会发生变化，则电动机线圈的受力方向不变，其转动方向不变；
(4)取下电源换接上小灯泡，快速拉动细线，使线圈转动起来，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡会发光，这是电磁感应现象，此时模型就相当于发电机。
故答案为：(1)A；(2)左；(3)不会；(4)发电；(5)铜。
2、用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示．
(1)乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为______(填“N”或“S”)极，磁铁与铁钉间的吸引力______(填“大于”或“小于”)磁铁的重力．
(2)丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是______(填“向上”或“向下”)，磁铁上的电流由于受到______作用而带动铁钉开始旋转．
(3)这个简易电动机工作时，将电能转化为______能，若它的输入功率为2.0W，效率为60%，则输出功率为______W.
(4)演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变______方向．电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是(写出一条即可)______.(提示：干电池通过的电流不允许长时间超过0.6A；磁铁磁性随温度升高而减弱．)
【答案】N 大于 向下 磁力 机械 1.2 电流 保护电源 ;
【解析】
(1)乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉根据异名磁极相互吸引可得铁钉的尖端为N极，磁铁与铁钉间的吸引力大于磁铁的重力．
(2)干电池外部，电流从正极流向负极，所以通过铁钉的电流方向是向下的；磁铁上的电流位于磁场中，由于受到磁力作用而转动；
(3)简易电动机工作时，将电能转化为机械能；
输出功率为P输出=P输入×60%=2.0W×60%=1.2W；
(4)通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方向改变则其转动方向就改变；而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关．因此要改变铁钉转动方向可以改变铁钉中的电流方向或磁场方向；电动机转动起来后，若长时间通电，会损坏电源；另外电流通过磁铁，会产生热量，温度升高，使磁铁的磁性减弱，所以为了保护电源和不减弱磁铁的磁性，应使电线下端应间歇性地接触磁铁．
故答案为：(1)N；大于；(2)向下；磁力；(3)机械；1.2；(4)电流；保护电源．
3、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。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ______。
(2)乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ______，该装置能在线圈 ______(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)丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中 ______(选填“能”或“不能”)沿某一方向持续转动，图中线圈 ______(选填“处于”或“不处于”)平衡位置。
【答案】通电线圈 电流方向不同 换向器 刚转过 不能 处于;
【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)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。
故答案为：(1)通电线圈；电流方向不同； (2)换向器；刚转过；(3)不能；处于。
四 、解答题
1、如图所示，通过开关S控制电动机，使电动机既能正转又能反转(已知电动机的转动方向会随着通过其电流方向的变化而变化)，请在图中虚线框内分别填上电池和电动机的电学符号。
【答案】如图所示：
;
【解析】电路图如图所示，其中S是一个拔动开关，通过开关S控制电动机，因此电动机与开关串联，电源在下面，当S与上面的触点接触时，电动机正转；当S与下面的触点接触时，电动机反转，要把它们连成一个可以通过拔动开关来控制电动机正反转的电路，只要能够让电流可以改变方向即可画出电路图。
2、随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
项目
指标参数
工作电压
12V
净重
4kg
最大集尘量
1kg
功率
30W
电池容量
2000mAh
(1)扫地机器人内部的核心部件电动机的工作原理是______；其吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强______(选填“变大”、“不变”或“变小”)，从而使杂物进入吸尘器。
(2)扫地机器人正常工作时的电流是______A；电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时，若充满电后，可供机器人持续正常工作______h。
(3)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人运动的速度为______m/s。
(4)机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为______米。
【答案】通电线圈在磁场中受力转动 变小 2.5 0.8 0.6 172.8;
【解析】解：
(1)扫地机器人内部的核心部件电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
机器人吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部气体流速增大，压强变小，从而使杂物进入吸尘器。
(2)由表格数据可知，扫地机器人正常工作时的功率为30W，电压为12V，
由P=UI可得，扫地机器人正常工作时的电流I=PU=30W12V=2.5A，
电池充满电时储存的电能W=UIt=12V×2A×3600s=86400J，
由P=Wt得机器人持续正常工作的时间：
t=WP=86400J30W=2880s=0.8h；
(3)吸尘器对地面的压力等于其重力，由题知摩擦力与压力成正比。
则集尘盒空置时和达到最大集尘量时的摩擦力摩擦力之比为：
f1f2=G1G2=m1m2，
即：
16Nf2=4kg4kg+1kg，
解得：f2=20N，
消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功。
所以40％P=Fv=f2v，
则达到最大集尘量时机器人运动的速度：v=0.4Pf2=0.4×30W20N=0.6m/s；
(4)机器人吸尘器达到最大吸尘量时，克服摩擦力做的功为：
W'=WW=86400J×10％×40％=3456J；
根据W=Fs=f2s得可以行驶的最大距离：
s=W'f2=3456J20N=172.8m。
故答案为： (1)通电线圈在磁场中受力转动(或磁场对电流的作用)；变小；(2)2.5；0.8；(3)0.6；(4)172.8。
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