1、20.4电动机 一选择题1如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（）A将电源正负极对调下B增加电源电压C换用磁性更强的磁铁D对换磁极同时改变电流方向2如图所示的实验装置可以用来研究（电源电压不变）（）A影响通电导线受到的磁场力大小的因素B影响通电导线受到的磁场力方向的因素C导线在磁场中怎样运动才能产生感应电流D影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素3地磁场被称为地球生命的“保护伞”。如图从太阳向其他星体发射出来的高速带电粒子流，在接近地球时，地磁场会改变其运动方向，使其偏离地球，对地球起到了保护作用，以下各图与其原理相同的是（）ABC
2、D4不久的将来，我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到磁场强大的作用力，以推动弹射车和舰载机向前运动，获得较大的起飞速度，下图中与电磁弹射器原理相似的是（）ABCD5如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是（）ABCD6如图所示，是电流表的原理图。在电流表中有许多匝金属线圈被悬置在磁体的两极之间，金属线圈连接到一根指针和一只弹簧上。当电流通过导线时，电流就产生了磁场，这个磁场和磁体的磁场发生相互作用，引起金属
3、线圈和指针偏转，如下图所示的现象中与电流表原理相同的是（）ABCD7小阳为了探究导体在磁场中产生感应电流的条件，如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，导线ab与开关和电流表组成了闭合回路。下列操作中可以使电流表指针发生明显偏转的是（）A闭合开关即可B闭合开关后，使导线ab在磁场中向右运动C闭合开关后，使导线ab在磁场中竖直向上运动D闭合开关后，使磁体沿导线ab向前运动8一节电池的负极吸附着一块圆柱形强磁铁，用铜导线做成一个如图所示的框架，当将铜框架转轴部分搁在电池正极上框架下方两侧作为电刷与强磁铁相接触时，铜框架就会旋转起来，它利用的物理知识是（）A电流的磁效应B电磁感应现象C电荷间的
4、相互作用D磁场对通电导体的作用9将组装好的电动机模型接入电路后，接通电源发现线圈不转动，用手拨动一下线圈，电动机转动起来。电动机模型开始不转动的原因可能是（）A线圈的内部出现断路B电刷与换向器接触不良C磁体的磁性不强D线圈正好处于平衡位置10如图所示是实验室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。当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示电流大小。下列说法正确的是（）A该电流表是利用电磁感应原理工作的B线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能C线圈中电流越大，其所受磁场力就越大D改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变二填空题11如图所示是探究通电
5、导体在磁场中受力情况的装置。闭合开关，观察到导体ab在导轨上向右运动。若只对调电源正负极接线，闭合开关，导体ab会 （选填“静止不动”、“向右运动”或“向左运动”），说明通电导体在磁场中受力的方向与 有关。12某校刚刷完地坪漆的地下室内。弥漫着刺鼻的油漆味。为加快排出易燃、有毒气体，兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直流电动机的工作原理是 。在讨论时，物理老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相 （平行/垂直）的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路断路通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。13如图所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中，当棒
6、中通以由AB向的电流时，金属棒静止，橡皮筋都刚好处于松弛状态（导线对金属棒的作用力忽略不计），此时金属棒受到的磁场力方向为 。若要使橡皮筋处于拉伸状态，在不人为对棒施力，并且不改变磁场的条件下，小明提出可以断开电流或者 电流大小（选填“增大”或“减小”），除此以外，还可以用什么方法： 。14在“装配直流电动机模型实验”中，要改变电动机的转动方向，除了改变电流方向外，还可以采用的方法是 。完成实验后，取下电源接上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线（如图所示），然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这个模型就成为 ，此时工作原理是 。15如图甲所示，“”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导
7、体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，若一电子沿图乙所示的方向运动，该电子受到向 （选填“左”或“右”）的力，理由是 三实验探究题16小虎用如图所示装置“探究通电导体在磁场中的受力情况”。（1）要探究导体受力方向是否与电流方向有关，则实验时应保持 方向不变，改变 并观察导体棒ab的运动情况。（2）如果将实验装置中的电源换成 ，可以探究发电机的工作原理。17（1）如图所示，通电的直导线向左运动，说明 对通电直导线有力的作用；仅对调电源的正负极接线，通电直导线会向 运动，说明通电导体的受力方向与 有关。（2）如图所示，金属框上部的中央与电池正
8、极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框可绕电池持续转动。由此可推知，构成柱形物的材料应具有较好的 、 （填写物理属性），此装置是最简单的 （选填“发电机”或“电动机”）。18冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究。在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab（在下虚线框内）、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源（在上虚线框内）构成回路。（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是 （写出一点即可）；（2）找出问题并正确
9、处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明 的工作原理；（3）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象知识有 。A电流的磁效应B感应电流产生的条件C磁场对电流的作用D电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系参考答案一选择题1解：A、闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，就要改变线圈的受力方向，即改变电流方向或改变磁场方向。将电源正负极对调，就可以改变电流方向，故A符合题意；B、增加电源电压，只能增大电流改变线圈的转速，而不能改变转动方向，故B不合题意；C、换用磁性更强的磁铁，只能改变线圈的转速，而不能改变线圈的转动方向，故C不合题意；D、
10、对调磁极同时改变电流方向，那么线圈的受力方向与原来相同，故D不合题意。故选：A。2解：由图可知，电路中有电源、磁体、开关、导体棒ab，闭合开关后，通电导体棒ab在磁场中会受到磁场力的作用而运动；实验中可以改变电流方向、磁场方向（调换电源正负极或磁极），可以探究影响通电导线受到的磁场力方向的因素，故B正确；根据实验器材可知，无法改变磁场强弱、电流大小，所以无法探究影响通电导线受到的磁场力大小的因素，故A错误；该实验与电磁感应现象无关；由于无法改变电流大小，也不能检测磁场的强弱，所以也不能探究影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素，故CD错误；故选：B。3解：高速带电粒子流的定向运动形成电流，根据磁
11、场对通电导体有力的作用可知，高速带电粒子流受磁场力的作用而偏离地球，对地球起到保护作用；电动机是根据磁场对通电导体有力的作用原理工作的，所以地磁场对高速带电粒子流的作用与电动机相同。故ABD错误，C正确；故选：C。4解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。A、图中有电源，属于电动机原理，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故A符合题意；BC、该装置中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，是探究电磁感应现象的装置，故CB不符合题意；
12、D、电磁铁通电后具有磁性，使小磁针发生偏转，这是电流的磁效应，故D不符合题意。故选：A。5解：由题知，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，即电流表是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的。A、图中导体通电后，会在磁场中受力而运动，与电流表的工作原理相同；B、该图是奥斯特实验，与电流表的工作原理不相同；C、该图是研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理不相同；D、该图是研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理不相同。故选：A。6解：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
13、的转动幅度来体现电路中电流的大小。A图中为探究磁极间相互作用规律的实验，与电流表的制成原理无关，故A错误；B图中为探究电荷间相互作用规律的实验，与电流表的制成原理无关，故B错误；C图中为电动机的原理图，是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的，与电流表的工作原理相同，故C正确；D图中为发电机的原理图，是利用电磁感应现象制成的，与电流表的工作原理无关，故D错误。故选：C。7解：A、电路闭合，导体不切割磁感线，不能产生电流，故A错误；B、闭合开关后，使导线ab在磁场中向右运动，导体切割磁感应线运动，灵敏电流表的指针发生偏转，能产生感应电流。故B正确；CD、闭合开关后，使导线ab在磁场中竖直向上
14、运动，使磁体沿导线ab向前运动，都没有做切割磁感线运动，不能产生感应电流；故CD错误；故选：B。8解：由题意可知，一节电池的负极吸附着一块圆柱形强磁铁，用铜导线做成一个如图所示的框架，当将铜框架转轴部分搁在电池正极上框架下方两侧作为电刷与强磁铁相接触时，铜框架就会旋转起来，这是利用了通电导体在磁场中受力的原理而使铜框架转动的，这是电动机的原理，故D正确，ABC错误。故选：D。9解：由题意知电动机是在用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，说明电动机不转时，正好线圈处于了平衡位置，平衡位置是指线圈平面和磁感线垂直的平面，此时上下两边受到平衡力的作用，大小相等，方向相反，在同一直线上，相互抵消
15、，相当于不受力，电动机不会转动，只要越过平衡位置后，两个力不在同一直线上，便可以转动了。故选：D。10解：根据图示和题意可知电流表的工作原理为：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。A、该电流表的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故A错误；B、当线圈中有电流通过时，线圈在磁场中受力而转动，所以是将电能转化为机械能的过程，故B错误；C、电流越大，线圈受到的力越大，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，故C正确；D、改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故D错误。故选：C。二填空题11解：当闭合开关，观察到导体ab在导轨上向右运动
16、，这说明通电导体在磁场中受到力的作用，即磁场对电流有力的作用；只对调电源正负极接线，电路中电流的方向与原来相反，导体ab会向左运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关。故答案为：向左运动；电流方向。12解：直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动；换向器是在线圈转过平衡位置的一瞬间改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使得线圈能够持续转动，平衡位置即为线圈平面与磁感线垂直的位置。故答案为：通电线圈在磁场中受力转动；垂直。13解：当棒中通以由A流向B的电流时橡皮筋处于松弛状态就说明了导线AB受到了一个向上的磁场力的作用；若要使橡皮筋处于拉伸状态，应减小磁场力，可以断开电流，
17、此时没有磁场力，或者减小电流的大小，从而减小磁场力；若电流的方向发生改变时，导线AB的受力方向就会变为向下，橡皮筋将会处于拉伸状态；或者改变磁场的方向、减弱磁场都可以使橡皮筋处于拉伸状态。故答案为：竖直向上；减小；改变电流方向或使磁场反向。14解：在安装直流电动机模型的实验中，要改变线圈的转动方向，除了改变电流方向外，可以采用的方法是改变磁场方向；完成以上实验后，取下电源换接上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时模型就相当于发电机，此时工作原理是电磁感应。故答案为：改变磁场方向；发电机；电磁感应。15解：电子带负电，电子定向移动的方向
18、与电流的方向相反，由图可知，电子向上运动，则电流的方向是向下的；与甲图对比可知，磁场方向不变，而电流方向相反，所以电子受到力的方向为向右。故答案为：右；电子定向移动形成电流，电子定向移动的方向与电流的方向相反，与甲图对比可知，电流方向相反，磁场方向不变，则受力方向改变。三实验探究题16解：（1）探究导体受力方向是否与电流方向有关时，采用的是控制变量法，需要可知磁场方向不变，改变电流的方向并观察导体棒ab的运动情况。（2）如果将实验装置中的电源换成灵敏电流表，让导体ab在磁场中做切割磁感线运动，可以探究发电机的工作原理。故答案为：（1）磁场；电流的方向；（2）电流表。17解：（1）按图甲组装实验
19、器材，给直导线通电，直导线向左运动，这说明通电导线在磁场中受到力的作用，且只对调电源正负极接线，即电流的方向发生改变，通电直导线会向右运动，这说明通电导体的受力方向与电流的方向有关；（2）据题意可知，若使得线框转动，即必须有电流，且有磁场，所以对于柱形体来说，必须有磁性，且必须具有导电性，即是导体；人们利用磁场对电流的作用制成了电动机。故答案为：（1）磁场；右；电流的方向；（2）磁性；导电性；电动机。18解：（1）电路连接正确、各实验器材都完好，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，可能是电源电压低，造成电路中的电流过小，导体周围产生的磁场弱，产生的作用力太小；（2）闭合开关S，导体ab向右摆动，说明导体通电后受到电磁铁周围的磁场的作用而运动，是电动机的工作原理；（3）该装置通电后导体ab受力摆动，是因为通电后电磁铁和导体ab周围产生了磁场，通电导体在磁场中受到磁力的作用，故可探究AC；利用滑动变阻器改变电路中电流大小时，导体ab的摆动幅度可反映出电磁铁磁性的强弱，故可探究D；导体切割磁感线运动时，电路中有无感应电流无法判断，故不能探究C。故选ACD故答案为：（1）电源电压太低；（2）电动机；（3）ACD。
