浙教版八年级科学2022-2023学年第二学期期末复习专题训练(十五):电动机【word,含解析】

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浙教版八年级科学2022-2023学年第二学期期末复习专题训练(十五):电动机【word,含解析】

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1.如图是电磁学中很重要的三个实验装置图,以下说正确的是( )
A. 物理学家法拉第进行甲图实验发现了电流的磁效应
B. 乙图实验装置是电动机的原理图
C. 丙图中,导体ab受到的磁场力方向与通过它的电流方向无关
D. “K歌”用的话筒利用的是乙图的原理将声音信号变成电流信号
2.手机已成为人们现代生活中常用的一种通讯工具.一般的手机都有利用振动提示“来电”的装置.有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动,当叶片转动时,电动机也就跟着振动起来,从而带动手机振动.在如图所示的几种形状的叶片中,你认为能够实现上述振动功能的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈,乙线圈处于平衡位置,现在给它们通电,则下列说法中正确的是(  )
A.甲中线圈转动,乙中线圈不转动 B.乙中线圈转动,甲中线圈不转动
C.甲、乙中的线圈都会转动 D.甲、乙中的线圈都不会转动
4.为倡导绿色出行,柯桥区不少乡镇举行过自行车骑行比赛,如图是某选手用的自行车前轮的结构图,行驶中,磁铁靠近传感器时,磁场能使其中的带电粒子发生偏转(即相当于通电导体在磁场中受力运动),产生一种信号,信号传入速度计能测出自行车行驶的速度和里程,下列能说明其原理的是(  )
A. B.C.D.
5.用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源,发现导体ab向右运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力(  )
A.方向与电流方向有关 B.方向与磁感线方向有关
C.大小与电流大小有关 D.大小与磁场强弱有关
6.在一次科学探究活动中,小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间,他惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象,下列说法正确的是(  )
A.灯丝晃动是一种电流的磁现象
B.灯丝晃动时受力平衡
C.灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D.灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
7.如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是(  )
A.电动机通电后不转,一定是电路断路
B.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
C.将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
8.如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列分析错误的是( )
A.改变电流方向,线圈逆时针转动
B.增大线圈中电流大小,加快线圈转动速度
C.此时线圈处于平衡位置,线圈不受力的作用
D.对换磁极同时改变电流方向,线圈仍顺时针转动
9.如图甲所示,金属导体棒静置于条形磁铁N极上方,当通向右的电流时,导体棒将垂直纸面向外运动。现调换磁铁磁极,并给导体棒重新通电,已知其中自由电子向右定问移动,如图乙所示,则导体棒将(  )
A.垂直纸面向外运动 B.垂直纸面向里运动 C.向上运动 D.向下运动
10.小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图)。接通信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,下列方法不可行的是(  )
A.改变磁铁的磁极 B.改变电流的大小
C.改变磁铁磁性强弱 D.改变线圈的匝数
11.如图为电动机的原理示意图,请回答以下问题。
(1)甲乙丙三幅图中,线圈处于平衡位置的是________。
(2)通电后,图甲中ab段导线受磁场力的方向向上,用箭头标示出图丙中cd段导线所受磁场力的方向,为了让通电线圈持续同向转动,需要增加什么装置________。
12.用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池都分别成功做出了各自简易的电动机,如图甲、乙分别是小明和小强做成的电动机。在他俩展示过程中,细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的。
(1)图中金属铜线可以绕电池持续转动的原理是:_____________。
(2)甲、乙两图中铜线框的转动方向相反的原因是:_____________。
13.如图甲,将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来.
(1)闭合开关,电动机转动,这是利用通电线圈在________里受力转动的原理工作的;如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的措施是________.
(2)刚闭合开关时,小电灯发出明亮的光,但随着电动机转得越来越快,小电灯的亮度逐渐减弱;当转速正常时,小电灯的亮度稳定不变,此时用手指轻轻捏住电动机的转轴,使电动机的转速减慢,你猜想这时小电灯的亮度将________(选填“变亮”“变暗”或“不变”),理由是________.
(3)如果将小电灯换成灵敏电流表,电路连接如图乙,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针偏转,这是________现象,它在生活中的应用有 ________(举出一例即可).
14.小金设计了一种利用干簧管(具有开关功能的电路元件)控制直流电动机工作的电路,实现低电压控制高电压的操作,它能在很多场合发挥作用。闭合开关K,图中箭头所指簧片a、b端会产生 (选填“同名”或“异名”)磁极,使电路导通,电动机转动。若交换低压电源的电极,干簧管 (选填“能”或“不能”)正常工作。若发现电动机不转,经检查,各元件完好,电路连接无误,则可能是因为 (写一种原因)。调节电路中的滑动变阻器的滑片, (选填“能”或“不能”)改变电动机转速。
15.图甲是直流电动机模型,图乙是自制简易电动机模型。下面是图乙中简易电动机的制作与操作问题:
(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,刮漆方法见放大图(一端全部刮去,一端刮去半周)。按这种方法刮漆,目的是使线圈能够   。
(2)如图,当S1接a,S2接c时,电动机顺时针方向转动
①当S1接b,S2接c时,电动机   。
②当S1接b,S2接d时,电动机   。
(以上两空均选填“不会转动”“顺时针方向转动”“逆时针方向转动”)
16.我们中考复习备考时,天气闷热,小明同学购买了一台可调速手持式电风扇,他在使用时发现有三个调速挡位,激发了他对直流电动机的转动快慢进行探究的欲望。
提出问题:电动机转动的快慢跟哪些因素有关呢?
实验前,小明提出了以下猜想:
猜想一:与电动机两端的电压高低有关;
猜想二:与通过电动机的电流大小有关;
为了验证自己的猜想,小明从学校实验室借来如下仪器进行实验:直流电动机、学生电源(电压可调)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线等,并设计了图甲所示的电路图;
(1)根据甲图,在乙图中用笔画线代替导线把实物图连接完整__________;
(2)为了验证猜想一,他调节电源电压和改变滑动变阻器滑片P的位置进行实验,记录了电压表的示数、电动机转动的快慢如下表:
电压表示数/V 1.0 2.0 3.0 4.0
电动机转动快慢 非常缓慢 慢 快 很快
根据数据得出的结论是:在一定电压范围内电动机两端的电压越高,转动越________;
(3)为了验证猜想二,他保持电源电压不变,仅改变滑动变阻器滑片P的位置,记录了电流表的示数、电动机转动的快慢如下表:
电流表示数/A 0.10 0.20 0.30 0.40
电动机转动快慢 非常缓慢 慢 快 很快
根据数据得出的结论是:在一定电流范围内通过电动机的电流越大,转动越________;
(4)电动机在转动时,主要把电能转化为______能;
(5)为了改变电动机的转动方向,小明采取了如下措施,你认为可行的有________。
A.换用磁性强弱不同的磁铁
B.只改变电流的方向
C.只改变磁场的方向
D.同时改变电流的方向和磁场的方向
17.小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后,进一步查阅资料,了解到当电流与磁场垂直时,磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。她设计了如图所示的装置,先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下:
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;
②给导体两端加电压U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1;
③ ,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;
④比较α1、α2的大小,发现α2>α1,即可初步验证其它条件一定,
通电导体的电流越大,受到磁场的作用力越大。
(1)请将第③步的步骤补充完整:   。
(2)小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关,于是她将图中的导体棒换成了一根较长的导体棒,其它条件不变,此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了,于是她得出结论,“其它条件一定,通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越小”。但她查阅一些资料后发现,理论上通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越大,这与她实验所得到的结论相反。请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。   。
18.学习了电磁知识后,小朱了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1甲所示),然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流,通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)分析图1   (选填序号),可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。 (2)得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论,你的依据是    。
(3)如图2 所示,将一柔软的导线弯成星形,并将其置于光滑水平桌面上,然后将开关S闭合,则该星形回路将 。
A.不会变形 B.会变形,所围面积增大
C.会变形,所围面积减小 D.会变形,所围总面积不变
参考答案
1.D
【解析】A.物理学家奥斯特进行甲图实验发现了电流的磁效应,该选项说法不正确;
B乙图描述的是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流,是发电机的原理图,该选项说法不正确;
C丙图描述的是闭合电路的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都有关系,该选项说法不正确;DK歌用的话筒工作原理是电磁感应,把声音的因此线圈的振动转化成强弱变化的电流,该选项说法正确.故选D.
2. C
【解析】叶片对称分布时,转动后转轴是不会振动的.而当其非对称分布时,叶片转动起来后,由于惯性总要向其运动的切线方向飞出,使转轴不断改变位置从而发生振动,并带动手机整体振动.
四个答案中,只有C是不平衡的,电机带动它高速转动时,才会产生振动.故选C.
3.A
【解析】由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关,当线圈在平衡位置时,受平衡力作用。由图知道,乙中线圈处于平衡位置,所以,现在给它们通电,甲线圈转动,由于乙图中线圈受平衡力作用,乙线圈不会转动,故A正确。
4.D
【解析】根据“磁铁靠近传感器时,磁场能使其中的带电粒子发生偏转(即相当于通电导体在磁场中受力运动),产生一种信号”可知,信号速度计的工作原理为通电导体在磁场中受力运动,据此分析判断。
A.当导体中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,产生感应电流,故B不合题意;
C.线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流,这是电磁感应,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,故D符合题意。
5.A
【解析】ab向右运动,说明它受到的磁力向右;ab向左运动,说明它受到的磁力向左。电源的正负极对调,则通过ab的电流方向发生改变,则这个事实可以说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,故A正确,而B、C、D错误。
6.D
【解析】灯丝本身为金属导体,当其中有电流经过时,处在磁场中的它肯定会受到磁力的作用。因为通过的交流电,即电流方向不断改变,所以灯丝受力的方向不断改变,因此灯丝在晃动,故D正确,而A、B、C错误。
7.D
【解析】A.电动机通电后不转,可能电路断路,也可能是线圈处于平衡位置,也可能是阻力太大,电磁力太小,故A错误;
B.线圈连续转动是靠换向器来实现的,故B错误;
C.将磁体的磁极对调一下,只会改变线圈的受力方向,而不会改变线圈受力的大小,则电动机的转速不变,故C错误;
D.线圈的受力方向与磁场方向和电流方向有关,因此改变磁场方向可以改变线圈转动的方向,故D正确。
8.C
【解析】A.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,若只改变通入直流电动机的电流方向或磁场的方向,它的转动方向将改变。但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向,线圈的转动方向将不变。故A项正确、A项不符合题意;
B.若使通过电动机线圈中的电流增大,则线圈在磁场受到的力变大,所以线圈转运的速度将加快;故B项正确、B项不符合题意;
C.线圈处于平衡位置时,线圈受力平衡;故C项错误、C项符合题意;
D.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,若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变,它的转动方向将改变。但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向,线圈的转动方向将不变。故D项正确、D项不符合题意;
9.A
【解析】金属导体棒静置于条形磁铁N极上方,当通向右的电流时,导体棒将垂直纸面向外运动,说明磁场对通电导体有力的作用,调换磁铁磁极,给导体棒重新通电,自由电子向右定问移动,因为电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,所以电流的方向向左,通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关,由于磁场的方向和电流的方向同时改变,所以通电导体受力的方向不变,导体棒将垂直纸面向外运动,故A符合题意,BCD不符合题意。
10.A
【解析】电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。分析可知磁昌强度越大,喇叭的响度越大,所以为了改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,应该增强磁场的强度,BCD选项中:改变电流的大小、改变磁铁磁性强弱、改变线圈的匝数、都可以增强喇叭内部磁场强度,所以都可以增强喇叭的响度;但A选项中改变磁铁的磁极仅可以改变磁场方向,而并不起到增大磁场强度的作用,也就不可以增强喇叭的强度,故A选项错误符合题意。
11.乙 ;换向器
【解析】(1)根据左手定则可知,在乙图所示位置时,ab段受力方向向上,cd段受力方向向下,此时处于平衡位置;
(2)当导线转过平衡位置后需要改变磁场内导线中的电流方向,此时需要使用换向器保持通电线圈同向持续转动;cd段导线电流方向由里向外,根据左手定则可知,其受力方向竖直向下,作图如下
12. 通电导体在磁场中受力的作用 贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的
【解析】(1)通电导体在磁场中受力的作用,故金属铜线可以绕电池持续转动;
(2)据题可知,此时线框的运动方向相反,即所受磁场力的方向相反,由于磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,据图能看出,此时电流的方向相同,所以造成上述现象的原因可能是由于磁场的方向不同导致的,即贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
13.(1)磁场;改变电流的方向(2)变亮;电流变大(3)电磁感应;发电机
【解析】(1)闭合开关,电动机转动,电动机的原理就是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的;如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的方法是:改变电流的方向或改变磁场的方向;(2)捏住电动机的转轴,会将电动机消耗的电能转化为内能,由非纯电阻电路转化为纯电阻电路,电源输出的所有功率都变为线圈电阻消耗的热功率了,而加在其上的电压不变,所以电流急剧上升,电动机线圈大量发热,此时电流变大,灯泡变亮;(3)电路连接如图乙,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针偏转,这是电磁感应现象,它在生活中的应用有发电机等.
14. 异名;能;线圈处在平衡位置/摩擦太大/电压不够/电流太小(合理即可);不能
【解析】(1)闭合开关后,簧片a、b应该吸合在一起,从而接通电动机所在的电路,则a、b两端为异名磁极。 (2)交换低压电源的电极后,通过线圈的电流方向发生改变,于是a、b两个簧片被磁化成的磁极也发生改变,最终二者还是异名磁极,则干簧管能正常工作。
(3)若发现电动机不转,经检查,各元件完好,电路连接无误,则可能是因为线圈处在平衡位置/摩擦太大/电压不够/电流太小。
(4)根据图片可知,变阻器在低压控制电路,而电动机在高压工作电路,二者互不影响,因此:调节电路中的滑动变阻器的滑片,不能改变电动机转速。
15.(1)持续转动
(2)不会转动;逆时针方向转动
【解析】(1)如果将引出线的两个线头上的漆皮全部刮去,那么当线圈转过180°后,由于通过线圈的电流方向与原来相反,线圈受到的电磁力相反,于是线圈不能继续转动,而是在此位置附近振动直到静止下来。将其中一个刮去一半漆皮,则可以在上面描述的位置切断电流,使线圈由于惯性继续旋转,然后回到原来位置继续受力转动。
(2)①②电动机线圈的旋转方向与电流方向有关,即电流方向改变,那么线圈旋转方向改变。
【解答】(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,刮漆方法见放大图(一端全部刮去,一端刮去半周)。按这种方法刮漆,目的是使线圈能够持续转动。
(2)①当S1接b,S2接c时,电动机被短路,此时电动机不会转动。
②当S1接b,S2接d时,此时电源的正负极调换,电流方向改变,则电动机转动方向相反,即逆时针方向转动。
16. 快 快 机械 BC
【解析】(1)由电路图知道,滑动变阻器与电动机串联在电路中,电流表选用的是小量程,实物图连接如下
(2)由表格中的数据知道,当电动机两端的电压升高时,转速变快,故结论是:在一定电压范围内电动机两端的电压越高,转动越快。
(3)表格中的数据知道,当通过电动机的电流变大时,转速变快,故结论是:在一定电流范围内通过电动机的电流越大,转动越快。
(4)电动机是用电器,消耗电能主要转化为机械能和一小部分因为电流的热效应转化为内能。
(5)电动机转动方向与电流的方向和磁场的方向有关,与磁铁磁性的强弱无关;只改变电流方向或磁场的方向,电动机转动的方向会改变,若同时改变电流的方向和磁场的方向,则电动机转动方向不变,故BC符合题意。
17.(1)给导体两端加电压U2,U2>U1 (2)没有控制电流大小相同
【解析】(1)根据公式可知,当电阻一定时,电压越大,通过导体的电流越大,据此对③中导体两端的电压大小进行判断;
(2)同种材料,导体的电阻与长度成正比,因此换用较长的金属棒后,导体的电阻会增大,通过导体的电流会减小。根据控制变量法可知,探究通电导体在磁场中受力大小与导体长度的关系时,必须控制磁场强度和导体的电流相同,据此分析判断。
【解答】(1)低③步的步骤为:给导体两端加电压U2,U2>U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;
(2)红得出的结论与资料不符的原因:没有控制电流大小相同。
18.(1)乙、丙
(2)对比丙丁,(在电流方向相同的情况下) ,电流越大,导线弯曲程度越大
(3)B
【解析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)探究通电导线之间作用力的大小与电流大小的关系时,必须控制电流方向相同而改变电流大小,据此选择对照实验,并根据导线的弯曲程度判断作用力的大小,进而得到结论。
(3)分析相邻导线之间的作用力是吸引还是排斥,进而对所围面积的大小进行判断。
【解答】(1)探究通电导线之间作用力的方向与电流方向的关系时,必须控制电流的大小相同而改变电流反向,故选乙丙;
(2)丙和丁中,电流方向相同而电流大小不同,且导线的弯曲程度不同,那么得到结论:通电导线之间作用力的大小与电流大小有关,因此依据为:对比丙丁,(在电流方向相同的情况下) ,电流越大,导线弯曲程度越大。
(3)根据图2可知,相邻导线的电流方向相反,那么它们之间相互排斥,因此闭合开关后,星形会变形,且所围面积增大,故选B。
电动机

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