人教版（2024）九年级全册（2024）第二十章 电与磁第4节 电动机一课一练

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电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人（图20.4-1），以及各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生产生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动。这是为什么？
图20.4-1 工业机器人
知识点对点
一、磁场对通电导线的作用☆☆☆
知识1 通电导体棒在磁场中的运动☆
例题
考点：通电导线在磁场中受到力的作用
1．（2025秋•夏津县期末）如图所示是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项图中和电流表工作原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
考点：探究磁场对通电导线的作用
2．（2025秋•南安市期末）小聪利用如图所示的装置做“探究磁场对通电导体的作用”实验。
（1）导体ab应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）。
（2）接通电源，导体ab向右运动，该过程中 能转化为 能。
（3）将图中磁体的N、S极对调，观察到导体ab向 运动，说明通电导体在磁场中受到力的方向与 有关。
（4）如果将滑动变阻器的滑片向左移动，闭合开关，发现导体ab不动或运动得很慢这说明通电导体所受磁场力的大小与 有关。
考点：影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素
3．（2025•朔州模拟）图甲是小明自制了一个电磁秋千玩具，其原理如图乙所示。闭合开关后，推动一下永磁体，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。下列说法正确的是（ ）
A．电流从导线的A端流入螺线管
B．通电螺线管的下端为N极
C．通电螺线管周围真实存在磁感线
D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变
考点：影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
4．（2025秋•威远县期末）实验表明，感应电流的方向与导体在磁场中运动的方向和 方向有关；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和 方向有关。
考点：通电导线在磁场中的受力情况
5．（2025春•无锡校级月考）灵敏电流计的内部结构是当线圈中通入微小电流时，会带动与之相连的指针发生偏转，下列选项中能揭示其工作原理的实验是（ ）
A．B．
C．D．
知识2 通电线圈在磁场中的转动☆
例题
考点：磁场对通电线框的作用
6．（2025•吉安县一模）如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（ ）
A．该扬声器的工作原理是电磁感应现象
B．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变
C．自制的扬声器产生的声音不是振动产生的
D．线圈中的电流不会产生磁场
考点：左手定则
7．（2023•定远县校级一模）通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。
知识3 换向器☆
例题
考点：换向器的构造及作用
8．（2025•松北区一模）实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好的认识物理世界。以下说法错误的是（ ）
A．利用重垂线可以检查墙壁是否竖直
B．利用验电器可以检测物体是否带电
C．利用测电笔可以辨别电池的正极和负极
D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向
二、电动机的基本构造☆☆
知识1 电动机☆
例题
考点：电动机的基本构造
9．（2025•泗水县三模）如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止。
考点：电动机工作原理
10．（2026春•道里区校级月考）2026年央视春晚上，AI机器人与演员同台共为观众带来了科技与艺术融合的精彩表演。下列关于机器人运动过程中的物理知识分析，正确的是（ ）
A．该机器人的身高约为180dm
B．制造机器人的控制芯片核心材料是超导体
C．给机器人充电时，主要将化学能转化为电能
D．机器人的动力装置是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
考点：电动机转向与速度的调节
11．（2025秋•成都期末）小张做了一个有趣的实验，如图所示，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机A、B的转轴连接起来，把小灯泡与电动机A连接，电源与电动机B连接，闭合开关后，灯亮了起来。两个电动机中起到发电机作用的是 ；若只将电池正负极对调，闭合开关后电动机B的转动方向会 。
考点：电动机的能量转化
12．（2025秋•平陆县期末）可充电扫地机器人是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器，如图所示。下列关于扫地机器人的说法，正确的是（ ）
A．充电时，它的电池相当于电源
B．扫地时，它的电池相当于用电器
C．充电时，它的电池将电能转化为化学能
D．扫地时，它的电池将化学能转化为机械能
考点：直流电动机的应用
13．（2025•扬州三模）将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
知识2 扬声器☆
例题
考点：扬声器
14．（2025秋•桃城区期末）如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（ ）
A．甲：电磁感应→扬声器发声
B．乙：闭合开关→电磁铁一直有磁性
C．丙：同名磁极相斥→磁体相互远离
D．丁：闭合开关→小磁针静止不动
易错
中考真题
考点：通电导线在磁场中受到力的作用
1．（2024•湖北）下列设备利用了通电导线在磁场中受力工作的是（ ）
A．司南B．电饭煲
C．手持电风扇D．风力发电机
考点：探究磁场对通电导线的作用
2．（2023•襄阳）小明利用如图所示的装置进行多次实验探究得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 磁感线运动时，电路中就产生感应电流。若将装置中的电流表换成电源，闭合开关后会发现，导体棒摆动，则说明通电导体在磁场受到 的作用。
考点：影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
3．（2025•广东）如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动。下列操作能让导体ab向左运动的是（ ）
A．改变电压大小B．改变电流方向
C．改变电流大小D．改变导体ab长度
考点：通电导线在磁场中的受力情况
4．（2025•南通）如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（ ）
A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强
B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象
C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力
D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力
考点：扬声器
5．（2025•河北）如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（ ）
A．甲：电磁感应→扬声器发声
B．乙：闭合开关→电铃发声
C．丙：同名磁极相斥→小车相互靠近
D．丁：导线触接电池负极→小磁针静止不动
考点：电动机工作原理
6．（2025•广安）如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（ ）
A．电磁感应现象
B．通电导体在磁场中受到力的作用
C．电流的磁效应
D．电流的热效应
考点：电动机转向与速度的调节
7．（2025•济南）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁体的磁性B．只减少线圈的匝数
C．只升高电源的电压D．只对调磁体的两极
考点：电动机的能量转化
8．（2025•云南）《本草纲目》记载“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电能够 轻小的芥子。如图所示是心理健康教育设施“减压花”，人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，此过程中电能转化为花瓣的 （选填“机械”或“内”）能。
考点：直流电动机的应用
9．（2025•新疆）下列设备或用电器中，利用了电动机工作的是（ ）
A．发电机B．洗衣机C．电视机D．汽油机实验
通电导体棒在磁场中运动
提出问题
我们知道磁体在磁场中受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场，那么通电导线是不是也会在磁场中受到力的作用呢？如果受到力的作用，力的方向与什么因素有关？
猜想
通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向可能与磁场的方向、导体中电流的方向有关。
设计并进行实验
图示
实验现象
实验分析
实验过程
图20.4-2 磁场中的导体棒
1
按照如图20.4-2所示装置，用两根平行的金属导轨，把导体棒ab支起来，并且让导体棒位于蹄形磁体的磁场中，接通电源，观察现象。
导体棒ab向左运动
导体棒ab通电后在磁场中受到力的作用
2
在实验1中，去掉蹄形磁体，接通电源，观察现象
导体棒ab不运动
与实验1中现象对比，说明磁场对通电导线有力的作用
3
保持N极、S极位置不变，把电源的正、负极对调后接入电路，使通过导体棒ab的电流方向与原来相反，接通电源，观察现象
导体棒ab向右运动
说明导体棒ab受力方向与电流方向有关
4
保持导体棒ab中的电流方向与实验中相同，把磁体的两个磁极对调，让磁场方向与原来方向相反，接通电源，观察现象。
导体棒ab向右运动
说明导体棒ab受力方向与磁场方向有关
5
在实验1中，同时改变导体棒ab中的电流方向和磁场方向，接通电源，观察现象。
导体棒ab向左运动
当电流方向与磁方向同时改变时，导体棒ab受力方向不变
实验结论
通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系。
当电流的方向或磁场（磁感线）的方向有一个变的相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流的方向和磁场（磁感线）的方向同时变得相反时，通电导线受力的方向不变。
实验
通电线圈在磁场中转动
提出问题
实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？
探究过程
验中按照如图20.4-3所示，把一个线圈放在磁场中，接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象。
图20.4-3 通电线圈不能连续转动
探究发现
线圈开始转动，但是不能连续转动，在图乙所示位置左右摆动几下，最后停在图乙所示的位置。
探究分析
（1）图甲中，线圈开始通电时，ab和cd两边在同一磁场中，电流方向相反，因此受到磁场的作用力方向相反，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，这两个力不再同一直线上，于是就使线圈开始转动。
（2）当转到图乙所示位置时，线圈受到的两个力在同一条直线上，大小相等、方向相反，两个力彼此平衡，这一位置称为线圈的平衡位置。
（3）线圈由于惯性会越过平衡位置转到图丙所示位置，此时，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，两个力大小相等、方向相反，不能使线圈继续顺时针转动，反而要使线圈反向转动，使其再回到图乙所示位置。
原因分析
线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。要使线圈连续转动起来，必须使线圈越过平衡位置时，能够及时改变线圈中两边的受力方向
解决办法
（1）线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周，这样线圈的转动不平稳，动力弱
（2）继续改进，在线圈转动的后半周，设法改变电流的方向，使线圈在后半周也获得同方向转动的动力，线圈会平稳、有力地转动下去。实现这一目的的装置叫换向器。
拓展
左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向．
项目
内容
构造
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。
图20.4-4 换向器
作用
当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
图20.4-5
如图20.4-5所示，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都是从我们这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的（向上），线圈就可以不停地转动下去了。
项目
内容
定义
利用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。
原理
通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
能量转化
电能转化为机械能
结构
线圈和磁体两部分组成，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。

图20.4-6 电动机 图20.4-7 一种直流电动机的转子
工作过程
调节
电动机线圈的转向与转速均可调节
（1）转向的影响因素：电流的方向和磁场的方向
（2）转速的影响因素：电流的大小、磁场的强弱和线圈的匝数
项目
内容
作用
把电信号转换成声信号的一种装置
构造
永磁体、线圈、锥形纸盆等构成，如图20.4-7所示
图20.4-8 扬声器的构造示意图
原理
通电线圈在磁场中受力运动，当线圈中通有电流时，线圈受到磁场的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的大小和方向不断变化，电流的方向影响纸盆运动的方向，电流的大小影响纸盆振动的幅度，于是扬声器就发出了随电流变化的声音。
应用
收音机、电视机、音响中都有扬声器
×
√
1误认为直流电动机中，电流方向不变
实际电动机中换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，自动昂改变通入线圈中的电流方强，使线圈连续转动。电动机有直流电动机和交流电动机两种。二者工作原理相同，这里的“直流”和“交流”是相对外电路而言的，外电路供电的电源为直流电源的即为直流电动机，外电路供电的电源为交流电源的即为交流点攻击，而内电路（即线圈）中的电流方向都改变。