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八年级下册科学 核心概念专题集训
专题四 电动机（教师版）
一、科学概念的理解与拓展
概念1　电动机的原理
例1．小科进行“观察通电导体在磁场中的受力情况”的活动，如图所示。实验中，他在轨道上放置的是一根铜棒。关于这个活动，下列说法正确的是（　　）
A．活动中机械能转化为电能
B．开关闭合，铜棒一定原地作顺时针旋转
C．将铜棒换成石墨棒依然可以进行活动
D．断开开关，铜棒在磁场中受到磁力
【解答】解：AB、轨道上放置的是一根铜棒，闭合开关，通过的导体在磁场中受力运动，铜棒沿水平方向运动，该过程中将电能转化为机械能，故AB错误；
C、石墨是导体，将铜棒换成石墨棒，通电的石墨棒会受力运动，故C正确；
D、铜是非磁性物质，断开开关，铜棒在磁场中不受磁力作用，故D错误。
故选：C。
变式训练 小科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方向垂直时，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。他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；
④比较α1、α2的大小，发现α2＞α1，即可初步验证：其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力 　越大　（选填“越大”、“越小”或“不变”）。
（1）实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小，该实验方法属于 　转换法　（选填“转换法”或“模型法”）。
（2）小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，a、b间能产生电流是利用了 　电磁感应　的原理。手机的 　话筒　（选填“话筒”或“听筒”）就是根据该原理制成的。
【解答】（1）根据控制变量法原则，在其他条件一定的情况下，电压越大，则导体中电流越大，通过比较悬线偏转的角度大小可以知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关，这是转换法的应用；
且由题可知α2＞α1，即可初步验证：其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力越大；
（2）闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象。小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，说明产生了感应电流，由此可知a、b间能产生电流是利用了电磁感应原理；手机的话筒就是因为声音的振动使话筒的膜片振动，带动线圈运动而切割磁感线，产生与振动相应的电流，是根据电磁感应原理工作的；
而手机的听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音的信号的，这与电动机的工作原理相同。
故答案为：④越大；（1）转换法；（2）电磁感应；话筒。
概念2　直流电动机
例2 如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
【解答】解：A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故A错误；
B、线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，磁场方向不变，受力方向改变，故B正确；
C、对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的方向，故C错误；
D、电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，部分转化为内能，故D错误。
故选：B。
变式训练 如图所示，是“线圈不能连续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是（　　）
A．三图中，导线ab与cd所受的磁力方向始终没有发生改变
B．乙图中，线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性
C．通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置
D．只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
【解答】解：A、导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以导线受力方向没有发生改变，故A正确；
B、乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确；
C、通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确；
D、闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误。
故选：D。
实践活动1　装配直流电动机模型
例3．图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　）
A．利用电磁感应原理工作
B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力
C．将电能转化为机械能
D．增大线圈中的电流可改变转动方向
【解答】解：A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；
B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误；
C．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确；
D．线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，故D错误。
故选：C。
变式训练 用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁（磁性随温度升高而减弱），可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉，铁钉旋转。
（1）该简易电动机的工作原理是 　通电导体在磁场中受到力的作用　。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 　磁场　的方向。
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是 　B　（填字母）。
A.防止铁钉被磁化 B.防止电流通过时产生过多热量
【解答】解：（1）该简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变磁场的方向。
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是防止电流通过时产生过多的热量，故B正确，A错误。故选：B。
故答案为：（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）磁场；（3）B。
二、同步习题精编
1．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
【解答】解：A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故A错误；
B、线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，磁场方向不变，受力方向改变，故B正确；
C、对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的方向，故C错误；
D、电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，部分转化为内能，故D错误。
故选：B。
2．电动汽车由于低污染、低能耗、低噪音的优点，逐渐成为人们更加热衷的代步工具。电动汽车的电动机的基本原理如图，下列有关说法正确的是（　　）
A．电动机将电能全部转化为机械能
B．电动机的工作原理是电磁感应
C．图中电动机线圈正好处于平衡位置
D．图中线圈按顺时针方向持续转动
【解答】解：
A、电动机在工作过程中主要将电能转化为机械能，还有一部分电能转化为内能，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转动，故B错误；
C、由图可知，此时线圈所在的平面与磁感线是平行的，所以不是平衡位置，故C错误；
D、根据左手定则并结合图示可知ab受到竖直向上的力，而cd受到竖直向下的力，在两安培力的作用下线圈将按顺时针方向持续转动，故D正确。
故选：D。
3．如图是一款家用充电式电动螺丝刀，该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是（　　）
A．电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理
B．电动螺丝刀工作时将电能转化为机械能
C．可以通过改变电流方向实现正、反转的调换
D．可以通过增大电流实现加快转速
【解答】解：A、电动螺丝刀的主要部件是电动机，电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，其工作原理不是电磁感应，故A错误；
B、电动螺丝刀工作时消耗电能，转化为机械能，故B正确；
C、电动螺丝刀的正、反转的调换，是通过改变电流方向来实现的，故C正确；
D、磁场强度一定时，可以通过增大电流来加快电动机的转速，故D正确。
故选：A。
4．我国是目前为数不多的可以生产无针注射器的国家，其中一种电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤。下列关于该注射器说法错误的是（　　）
A．它工作时将电能转化为机械能
B．它通过增大通电线圈的电流来增大推力
C．它是利用电磁感应原理工作的
D．它通过增大永磁体磁场强度来增大推力
【解答】解：A.通电导体在磁场中受力而运动，电能转化为机械能，故A正确。
BD.通电导体在磁场中受力的大小与电流大小和磁场强弱有关。增大导电导体受到的力，可以增大电流或者是增强磁场，故BD正确。
C.电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故C错误。
故选：C。
5．用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块组扣状磁铁，就能做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转，下列叙述错误的是（　　）
A．工作时将机械能转化为电能
B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动
C．若仅将组扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动
D．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快
【解答】解：A、通电导体在磁场中受力转动时，将电能转化为机械能，故A错误；
BC、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。改变铁钉中的电流方向或磁场方向，螺丝钉会反向转动，故BC正确；
D、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关，若再增加一节干电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故D正确。
故选：A。
6．如图为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）
A． B．C． D．
【解答】司机按下开关，自动爆玻器的通电线圈在磁场中受到力的作用而运动，将电能转化为机械能，
A．闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故A不符合题意；
B．说明磁极间的相互作用，同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引，故B不符合题意；
C．当导体中通过电流时，通电导线在磁场中受力的作用而运动，是电能转化为机械能，与自动爆玻器工作原理相同，故C符合题意；
D．说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：C。
7．如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上的导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（　　）
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都未受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
【解答】解：干电池底部吸有强磁铁，周围存在磁场，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，则线框B侧有电流通过（即线框B侧是通电导体），所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动；而线框A侧没有通电，所以A侧没有受到磁场的作用力；故B正确，ACD错误。
故选：B。
8．利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
（1）应在图甲装置中的MN之间接入 　电源　（填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）。
（2）图乙装置中，当通入恒定不变的电流后，线圈的ab段和 　cd　（填字母）段会受到力的作用。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是 　当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动　。
【解答】解：
（1）因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图甲可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在MN之间接入电源；
（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的作用；
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
故答案为：（1）电源；（2）cd；（3）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
9．如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）直流电动机的工作原理是 　通电线圈在磁场中受力转动　。
（2）通过改变 　电流方向或磁场方向　方向，可以改变线圈的转动方向。
（3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择哪些材料？　AC　（可多选）
A.铜 B.铁 C.铝 D.镍
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因 　磁场太弱　。
【解答】解：（1）直流电动机的工作原理是：磁场对电流的作用；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；
（3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择磁体无法吸引的材料，如铜，铝等；
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是磁场太弱。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）电流方向或磁场方向；（3）AC；（4）磁场太弱。
10．干电池的底部吸有铷磁铁（其特点是磁性强，磁性受温度影响较大，可导电，电阻不计），将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上（如图），导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
（1）导线框能转动起来的原理是 　通电导体在磁场中受到力的作用　。
（2）转动过程中，导线ab与导线cd受到的力的方向 　相反　
（选填“相同”或“相反”）。
（3）如果将磁铁的N、S极对调，导线框将 　B　。
A．没有任何变化 B．转动方向与原来相反 C．停止转动
（4）一段时间后，发现铷磁铁温度升高，导线框转速明显下降，猜想导线框转速下降的原因是 　温度升高，磁场减弱，导线框受力减小　。
（5）下列家用电器中与上述原理相同的是 　BD　。
A．日光灯 B．电风扇 C．电热毯 D．洗衣机
【解答】解：（1）导线框能转动起来的原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）由于电流从电源的正极流出，受力的是横着的部分，磁场方向相同，电流方向相反，故导线ab与导线cd受到的力的方向相反；
（3）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，改变其中的任何一个，受力的方向都改变，所以将磁铁的N、S极对调，电流方向不变，导线框将绕电池轴心反向转动；
（4）由题知，铷磁铁在高温下使用磁损失较大，所以工作一段时间后，温度升高，铷磁铁的磁场减弱，导线框受力减小，所以转速会下降；
（5）AC、日光灯、电热毯利用的是电流的热效应，故AC不符合题意；
BD、电风扇、洗衣机的主体是电动机，利用通电导体在磁场中受到力的作用，故BD符合题意。
故答案为：（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）相反；（3）B；
（4）温度升高，磁场减弱，导线框受力减小；（5）BD。
11．福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。
（1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是 　通电导体在磁场中受力的作用　。
（2）弹射不同的飞机，所用的推力是不同的，要增大弹射力，可采取的措施有 　增大驱动电流的大小　。（写出一条即可）
（3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是 　BD　（可多选，填字母）。
A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长
B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度
C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足
D.技术成熟，可靠性高
【解答】解：（1）由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，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的作用而运动；
（2）要增大弹射力，可采取的措施是增大驱动电流的大小；
（3）蒸汽弹射技术的优点有：B、短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度；D、技术成熟，可靠性高；
这些能支持蒸汽弹射技术，故BD符合题意，而AC都是蒸汽弹射技术的缺点，故AC不符合题意。
故答案为：（1）通电导体在磁场中受力的作用；（2）增大驱动电流的大小；（3）BD。
12．如图所示，一个综合实践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m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 　N　极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 　电动机　（选填“发电机”或“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 　相同　（选填“相同”或“相反”）。
【解答】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；
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：N；电动机；相同。
13．近年来，我国新能源汽车车行发展迅速。我校一兴趣小组对其电池以及充电方式等非常感兴趣，因此他们开展了相关的专题项目党研究活动，请根据信息回答下面小题：新能源汽车除了常规充电方式外，在行驶过程中压能采用刹车系统充电以及无线充电两种方式。
（1）刹车时通电线圈受到磁场产生的磁力，从而减缓车轮转动，如图中导线ab产生箭头方向的电流，受到力的方向向后，此时导线cd所受的力方向向 　前　。
（2）行驶过程时的无线充电方式如图，该高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈，利用太阳能电池板给路面线圈供电，当汽车在路面上行驶时，就能实现对新能源汽车进行无线充电，路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 　提供磁场　。
【解答】解：（1）图中导线ab产生箭头方向的电流，受到阻力方向向后，此时导线cd产生的电流方向从c到d，与ab中电流方向相反，则所受的阻力方向是向前；
（2）利用太阳能电池板给路面线圈供电时，线圈中会有电流通过，路面线圈周围会产生磁场；当电动汽车内的线圈随汽车运动时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会在汽车的线圈中产生感应电流，从而实现运动中的无线充电。
故答案为：（1）前；（2）提供磁场。
14．小金用如图甲所示的装置，探究“磁场对通电导体的作用力”。小金将滑动变阻器的滑片移到合适位置，闭合开关，发现金属导体ab向左运动。
（1）为验证导体受力方向与磁场方向是否有关，小金将导体ab放回图甲所示位置，断开开关后，小金应进行的操作是 　将磁体N、S极对调　。
（2）上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用，　电动机　（选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（3）微型电扇通电工作时，它是电动机。如图乙所示，小金在微型电扇的插头处连接小灯泡，因手快
速拨动风扇叶片时，小灯泡发光。微型电扇能产生电流是利用了 　电磁感应　的原理。
【解答】解：（1）为验证导体受力方向与磁场方向是否有关，小金将导体ab放回图甲所示位置，断开开关后，电流的方向不变，选用改变磁场的方向，所以小金应进行的操作是将磁体N、S极对调；
（2）磁场对通电导体有力的作用，这是电动机的工作原理；
（3）电扇的内部有磁铁和线圈，当微型电扇的插头处连接小灯泡，快速拨动风扇叶片时，线圈做切割磁感线运动，故能产生感应电流；此时微型电扇如同一台发电机，其原理就是电磁感应。
故答案为：（1）将磁体N、S极对调；（2）电动机；（3）电磁感应。
15．项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。
（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是 　改变通过电动机电流的方向　。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　变慢　。
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标二”所处的评价等级 　合格　（“优秀”、“合格”、“待改进”），并说明理由 　由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格　。
【解答】解：（1）由图乙可知，开关S与“1”连接时，电流从电动机的上方流入，开关S与“2”连接时，电流从电动机的下方流入，即切换开关S后，通过电动机电流的方向发生改变，因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向；
（2）他图乙可知，将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，此时通过电动机的电流变小，电动机的转速变慢；
（3）由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
故答案为：（1）改变通过电动机电流的方向；（2）变慢；（3）合格；由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
16．挪威人伯克兰曾造出世界上第一台电磁发射器，开创电磁炮先河。我们新型航母装配的舰载机电磁弹射器也是应用了这一原理。为了认识电磁炮的一些特性，小科制作了一个电磁炮模型，其原理如图：给螺线管和铁质撞针都通电后，撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。
（1）小科要增强电磁炮中螺线管磁场，下列方法可行的是 　AC　（选填字母）。
A.增加螺线管的线圈匝数 B.改变线圈中的电流方向
C.增大通过螺线管线圈的电流 D.改变线圈的绕向
（2）通电后，撞针为什么会迅速向前移动，其工作原理是：　通电导体在磁场中受力运动　。
（3）小科测得的一组实验数据（取多次实验的平均值）如表。
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
撞针质量（克） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
射程（米） 0.48 0.54 0.81 0.46 0.41
小科得出了“在其他条件相同的情况下，撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。小王觉得这个结论还不可靠，建议再取不同质量的撞针进行实验。你认为选择质量范围在 　0.2﹣0.4　克之间的撞针进行进一步实验比较合理。
【解答】解：（1）由题意可知，要想增强电磁炮弹中螺线管磁场，可以增加螺线管的线圈的匝数或增强螺线管线圈中电流，故应选AC；
（2）线圈产生磁场，撞针中有电流，磁场对电流有力的作用，使得撞针会迅速向前移动；
（3）根据表格数据，在0.2﹣0.4g之间的0.3g附近出现了最大值，但不一定是0.3g是最大值，因而需要在0.2﹣0.4g克之间的撞针进行进一步实验比较合理。
故答案为：（1）AC；（2）通电导体在磁场中受力运动；（3）0.2﹣0.4。
17．如图甲所示是探究“磁场对电流的作用”的实验电路。
（1）开关闭合后，线圈 　能　（选填“能”或“不能”）转动，但 　不能　（选填“能”或“不能”）持续转动。为解决这一问题，小轩利用漆包线绕制的多匝线圈设计了如图乙所示的实验装置，他在刮去线圈两端的绝缘漆时注意到，轴的一端漆皮要 　全部刮去　，另一端漆皮只刮去 　半周　。
（2）小轩发现该线圈不转动，原因可能是 　线圈处于平衡位置　（写出一条即可）。
（3）排除故障后电动机正常转动，小轩想改变线圈的转向，可采取的措施有 　改变电流方向（或改变磁场方向）　（写出一条即可）。
【解答】解：（1）分析图甲能看出，这里没有换向器，所以通电后，线圈能转动，但不能连续的转动；在该实验中，为了防止线圈只能转动半圈的情况，将轴的一端漆皮要全部刮去，另一端漆皮只刮去一半，这样可以让线圈一半有动力，另一半靠惯性继续转动。
（2）若开关闭合，电动机的转动不灵活，原因可能是电动机轴因为生锈而被卡住；线路接触不良，电路中无电流；电源电压过低，使得电路中电流太小；磁铁磁性太弱，磁场对通电线圈的力太小；线圈处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用等。
（3）由于通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以开关闭合后线圈转动，改变线圈转动方向的措施是：改变电流的方向或改变磁场的方向。
故答案为：（1）能；不能；全部刮去；半周；
（2）线圈处于平衡位置；
（3）改变电流方向（或改变磁场方向）。
18．通电导体在磁场中受到力的作用。小明查阅资料后发现：当导体垂直于磁场方向时，导体受力大小与电流大小有关。小明利用如图甲（省略外部电源）所示的实验装置探究“导体受力大小和电流大小的关系”。
①将强磁铁吸附在U形铁槽两侧，并将它们放置在电子秤上。将铜棒AB连入电路，垂直于磁场方向放置在U形铁槽上，然后“置零”电子秤；
②闭合开关，给铜棒通电，铜棒受到力的作用，电子秤显示出对应的质量，
计算力的大小；
③保持磁场与铜棒长度一定，接通电源，调节滑动变阻器，改变电流大小，记录相关数据，得到台秤示数与电流大小关系（如图乙）。
电流方向 实验次数 1 2 3
a→b 电流I/A 0.2 0.4 0.6
台秤示数m/g 0.11 0.22 0.33
b→a 电流I/A 0.8 1.0 1.4
台秤示数m/g ﹣0.44 ﹣0.55 ﹣0.77　
（1）实验前，将电子秤“置零”的目的是 　排除铁槽等装置的质量，便于读取台秤示数的变化　。
（2）分析导体受力大小与电流大小关系，推测当电流I＝1.4A，电流从b→a时，导体垂直于磁场方向放置，此时导体的受力大小为 　7.7×10﹣3　N。
（3）利用该装置还可以探究当导体垂直于磁场方向时，导体受力大小与导体长度之间的关系，请你简要写出实验步骤。 　选择同一根铜棒AB，多次改变导体接入电路中的有效长度ab，移动滑动变阻器使保持电流大小不变，读取台秤示数　。
【解答】解：（1）电子秤归零，排除铁槽等装置的质量，便于读取台秤示数的变化；
（2）台秤示数绝对值与电流大小成正比，当电流I＝1.4A，电流从b→a时，导体垂直于磁场方向放置，电流是0.2A的7倍，则示数应该为﹣0.11的7倍，即﹣0.77g，此时导体的受力大小为示数质量对应的重力，F＝G＝mg＝0.77×10﹣3kg×10N/kg＝7.7×10﹣3N。
（3）探究导体受力大小与导体长度之间的关系，必须控制电流大小不变，因而操作是：选择同一根铜棒AB，多次改变导体接入电路中的有效长度ab，移动滑动变阻器使保持电流大小不变，读取台秤示数。
故答案为：（1）排除铁槽等装置的质量，便于读取台秤示数的变化；
（2）7.7×10﹣3；
（3）选择同一根铜棒AB，多次改变导体接入电路中的有效长度ab，移动滑动变阻器使保持电流大小不变，读取台秤示数。
19．小实利用如图甲所示装置，研究通电导体在磁场中受力大小与电流大小的关系。他将一根导体接入电路。闭合开关后，导体会受到竖直方向的力，记录相关数据，并计算导体在磁场中所受力F的大小，改变电流大小，重复实验，并绘制出图乙。
（1）实验中增大电流大小的操作是 　滑动变阻器的滑片向右移　；
（2）本实验中为了得到导体在磁场中受到力的大小，需要记录的数据有 　弹簧测力计示数和导体的重力大小　；
（3）根据图乙得出的结论是：　在磁场大小不变时，通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比　。
【解答】解：（1）实验电路中电源电压一定，滑动变阻器的滑片向右移，电路中的总电阻变小，电流会增大；
（2）导体在竖直方向受到拉力、重力以及磁场力的作用，实验中为了得到导体在磁场中受到力的大小，需要记录的数据有弹簧测力计示数和导体的重力大小；
（3）据图乙的实验数据可知，导体的材料、长度一定，通过导体的电流变为原来的几倍，导体受到磁场的作用力就变为原来的几倍，可得出在磁场大小不变时，通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比。
故答案为：（1）滑动变阻器的滑片向右移；（2）弹簧测力计示数和导体的重力大小；（3）在磁场大小不变时，通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比。
20．2024年5月1日，我国第三艘航空母舰福建舰从上海启航开展首次航行试验。它是我国首次采用电磁弹射起飞技术的航空母舰，原理如图甲：舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去。
（1）图乙实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是 　A　。
（2）歼﹣35是福建舰的舰载机，其部分数据如表。
质量mg 1.8×104千克
翼总面积S 60米2
舰上起飞滑跑距离s 120米
歼﹣35舰载机起飞时升力由机翼获得，沿水平方向低空飞行时，机翼上、下表面的压强差p和飞机速度v的关系为Pρv2（式中p表示空气密度）。若一架满载燃油的歼﹣35舰载机飞离甲板时的速度v为90米/秒，飞行员的质量为60千克，则该舰载机装载燃油的最大质量是多少千克？（空气密度为1.2千克/米3）
【解答】解：（1）由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，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，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故A正确；
B、图中没有电源，线圈在磁场中转动，产生感应电流，使灯泡发光，这是发电机的原理，与电磁弹射器工作原理不一致，故B错误；
故选：A；
（2）舰载机机翼受到的压强差为：Pρv21.2kg/m3×（90m/s）2＝4860Pa；
根据p可知，舰载机机翼受到的压力F＝pS＝4860Pa×60m2＝291600N；
舰载机起飞的质量为：m总29160kg；
所加燃油的质量为：m油＝m总﹣m机﹣m人＝29160kg﹣18000kg﹣60kg＝11100kg。
答：（1）A；
（2）该舰载机装载燃油的最大质量是11100kg。
21．项目化学习小组在老师的指导下设计了一款湖面上的电动游船，图甲是电门踏板的工作原理示意图，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。
电动小车评价量表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板，车速变大 踩下电门踏板，车速不变 踩下电门踏板，车速反而变小
指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动
他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。
（1）电动机是根据怎么原理制成的？　通电导体在磁场中受力运动　。
（2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，电动机转速如何变化 　变快　。
（3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关S1。S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由 　优秀，理由是由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S分别接②和④时，通过电动机的电流方向相反，因为通电导体在磁场中受力运动方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表可知为优秀等级。　。
【解答】解：（1）电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用原理工作的；
（2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，旋钮变阻器阻值减小，电路中电流变大，电动机转速变快；
（3）由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S分别接②和④通过电动机电流方向相反，因为通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表可知为优秀等级。
故答案为：（1）通电导体在磁场中受力运动；（2）变快；（3）优秀，理由是由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S分别接②和④时，通过电动机的电流方向相反，因为通电导体在磁场中受力运动方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表可知为优秀等级。
22．1821年、法拉第用如图所示装置进行了实验。其中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁，黑色部分表示水银。电路接通后，可动磁铁A和可动导线C均会发生运动。
（1）该实验中能量的转换形式是 　电能转化成机械能　。
（2）结合通电直导线周围的磁场分布，推测俯视角度下，可动磁铁N极的运动方向是 　逆时针　。（选填“顺时针”或“逆时针”）
（3）导致可动导线C运动且运动方向与可动磁铁A运动方向不同的原因是 　通电导线与磁铁间相互作用力的方向与通电导线中的电流方向和磁铁产生的磁场方向有关。由此可知图所示的装置接通电源后，从上向下看，导线B和导线C中电流方向相反，磁场方向相同，受力方向相反，故可动导线C运动且运动方向与可动磁铁A运动方向不同　。
【解答】解：（1）通电之后磁体或导线受力转动，故将电能转化成机械能；
（2）根据安培定则分析可知，导线B周围的磁场N极向纸内，磁体A静止时N极的指向就是该点处磁场的方向，故可动磁铁N极的运动方向是逆时针；
（3）通电导线与磁铁间相互作用力的方向与通电导线中的电流方向和磁铁产生的磁场方向有关。由此可知图所示的装置接通电源后，从上向下看，导线B和导线C中电流方向相反，磁场方向相同，受力方向相反，故可动导线C运动且运动方向与可动磁铁A运动方向不同。
故答案为：（1）电能转化成机械能；（2）逆时针；（3）通电导线与磁铁间相互作用力的方向与通电导线中的电流方向和磁铁产生的磁场方向有关。由此可知图所示的装置接通电源后，从上向下看，导线B和导线C中电流方向相反，磁场方向相同，受力方向相反，故可动导线C运动且运动方向与可动磁铁A运动方向不同。
23.如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则（ ）
A、铜盘转动将变慢
B、铜盘转动将变快
C、铜盘仍以原来的转速转动
D、铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁 的两端哪是N极，哪是S极来决定
答案:A
24.如图所示，在光滑的水平面上固定一螺线管，将开关闭合后，有一轻质小车，车上放一条形磁铁，以初速度v0朝螺线管运动，在小车靠近螺线管的过程中（ ）
A、电流表中无电流通过，小车匀速运动
B、电流表中有电流通过，小车减速运动
C、电流表中无电流通过，小车减速运动
D、电流表中有电流通过，小车加速运动
答案:B
25.如图所示，一台非铁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是一个电磁铁，未通电时，天平平衡，给B通电，铁块A被吸起，当A离开天平盘，而又未碰到B的过程中，正确的是（ ）
A、天平仍保持平衡
B、天平右盘下降
C、天平左盘下降
D、无法判断天平的平衡状况
答案:C
26.小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U = 6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。
(1)请简述此恒温箱的工作过程。
(2)为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端，而不能接在C、D端？
(3)如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：
A．0~100Ω B．0~200Ω C．0~1000Ω D．0~1500Ω
请问应选择哪一个可变电阻器？为什么？
(4)小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？请你提出一种解决的方案。
27．如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。
C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
（1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 。
（2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。
① 若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 （选填“高”或“低”）的温度下被接通。
② 当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路.已知热敏电阻的电流随电压变化的I-U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 A。
（3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。
【答案】 A 低 0.002 3 不均匀
【详解】(1)[1]A．图中有电源，闭合开关后，导线会运动起来，能反映电动机工作原理，选项A符合题意；
B．图中当导线切割磁感线运动时，灵敏电流计中会有电流流过，这是反映发电机的工作原理，B项不合题意；
C．图中是电磁继电器的工作原理，不是电动机，C项不合题意；
D．图中转动风扇叶，小灯泡发光，这是发电现象，反映发电机的工作原理，不是电动机工作原理，D项不合题意。
(2)[2]若将R1的阻值适当减小，这时R2的大小不变，根据可知，电路中的电流变大，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作，这时R2对应的温度较低，即受控电路将在比设定温度低的温度下被接通；
[3]从图丙可以看到，热敏电阻的电压是4V时，此时电路中电流是2mA，电阻R1阻值是1kΩ，那么电阻R1的电压是
两电阻的电压之和等于电源电压，符合题意，所以此时控制电路中的电流为0.002A；
(3)[4]由题意可知，高度表的示数能随飞行高度的增大而增大，当飞行高度增大时，电阻R1的大小也在变大，从图b可以看到，不可能是安装在2位置，因为这是放电流表的，电流在变小，也不是在1位置，因为流过R0的电流在变小，R0的电压也在变小，应该是3位置，电阻R1的电压在变大；
[5]从图a可以看到，设，R1的电压是，电源电压是，由欧姆定律可得到
这是R1的电压与飞机飞行高度的函数关系式，可知该高度表示数刻度是不均匀的。
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八年级下册科学 核心概念专题集训
专题四 电动机
一、科学概念的理解与拓展
概念1　电动机的原理
例1．小科进行“观察通电导体在磁场中的受力情况”的活动，如图所示。实验中，他在轨道上放置的是一根铜棒。关于这个活动，下列说法正确的是（　　）
A．活动中机械能转化为电能
B．开关闭合，铜棒一定原地作顺时针旋转
C．将铜棒换成石墨棒依然可以进行活动
D．断开开关，铜棒在磁场中受到磁力
变式训练 小科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方向垂直时，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。他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；
④比较α1、α2的大小，发现α2＞α1，即可初步验证：其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力 　 　（选填“越大”、“越小”或“不变”）。
（1）实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小，该实验方法属于 　 　（选填“转换法”或“模型法”）。
（2）小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，a、b间能产生电流是利用了 　 　的原理。手机的　 　（选填“话筒”或“听筒”）就是根据该原理制成的。
概念2　直流电动机
例2 如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
变式训练 如图所示，是“线圈不能连续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是（　　）
A．三图中，导线ab与cd所受的磁力方向始终没有发生改变
B．乙图中，线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性
C．通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置
D．只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
实践活动1　装配直流电动机模型
例3．图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　）
A．利用电磁感应原理工作
B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力
C．将电能转化为机械能
D．增大线圈中的电流可改变转动方向
变式训练 用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁（磁性随温度升高而减弱），可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉，铁钉旋转。
（1）该简易电动机的工作原理是 　 　。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 　 　的方向。
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是 　 　（填字母）。
A.防止铁钉被磁化 B.防止电流通过时产生过多热量
二、同步习题精编
1．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
2．电动汽车由于低污染、低能耗、低噪音的优点，逐渐成为人们更加热衷的代步工具。电动汽车的电动机的基本原理如图，下列有关说法正确的是（　　）
A．电动机将电能全部转化为机械能
B．电动机的工作原理是电磁感应
C．图中电动机线圈正好处于平衡位置
D．图中线圈按顺时针方向持续转动
3．如图是一款家用充电式电动螺丝刀，该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是（　　）
A．电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理
B．电动螺丝刀工作时将电能转化为机械能
C．可以通过改变电流方向实现正、反转的调换
D．可以通过增大电流实现加快转速
4．我国是目前为数不多的可以生产无针注射器的国家，其中一种电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤。下列关于该注射器说法错误的是（　　）
A．它工作时将电能转化为机械能
B．它通过增大通电线圈的电流来增大推力
C．它是利用电磁感应原理工作的
D．它通过增大永磁体磁场强度来增大推力
5．用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块组扣状磁铁，就能做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转，下列叙述错误的是（　　）
A．工作时将机械能转化为电能
B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动
C．若仅将组扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动
D．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快
6．如图为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）
A． B．C． D．
7．如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上的导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（　　）
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都未受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
8．利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
（1）应在图甲装置中的MN之间接入 　 　（填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）。
（2）图乙装置中，当通入恒定不变的电流后，线圈的ab段和 　 　（填字母）段会受到力的作用。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是 　 　。
9．如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）直流电动机的工作原理是 　 　。
（2）通过改变 　 　方向，可以改变线圈的转动方向。
（3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择哪些材料？　 　（可多选）
A.铜 B.铁 C.铝 D.镍
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因 　 　。
10．干电池的底部吸有铷磁铁（其特点是磁性强，磁性受温度影响较大，可导电，电阻不计），将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上（如图），导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
（1）导线框能转动起来的原理是 　 　。
（2）转动过程中，导线ab与导线cd受到的力的方向 　 　
（选填“相同”或“相反”）。
（3）如果将磁铁的N、S极对调，导线框将 　 　。
A．没有任何变化 B．转动方向与原来相反 C．停止转动
（4）一段时间后，发现铷磁铁温度升高，导线框转速明显下降，猜想导线框转速下降的原因是
　 　。
（5）下列家用电器中与上述原理相同的是 　 　。
A．日光灯 B．电风扇 C．电热毯 D．洗衣机
11．福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。
（1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是 　通 　。
（2）弹射不同的飞机，所用的推力是不同的，要增大弹射力，可采取的措施有 　 　。（写出一条即可）
（3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是 　 　（可多选，填字母）。
A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长
B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度
C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足
D.技术成熟，可靠性高
12．如图所示，一个综合实践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m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 　 　极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 　 　（选填“发电机”或“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”）。
13．近年来，我国新能源汽车车行发展迅速。我校一兴趣小组对其电池以及充电方式等非常感兴趣，因此他们开展了相关的专题项目党研究活动，请根据信息回答下面小题：新能源汽车除了常规充电方式外，在行驶过程中压能采用刹车系统充电以及无线充电两种方式。
（1）刹车时通电线圈受到磁场产生的磁力，从而减缓车轮转动，如图中导线ab产生箭头方向的电流，受到力的方向向后，此时导线cd所受的力方向向 　 　。
（2）行驶过程时的无线充电方式如图，该高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈，利用太阳能电池板给路面线圈供电，当汽车在路面上行驶时，就能实现对新能源汽车进行无线充电，路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 　 　。
14．小金用如图甲所示的装置，探究“磁场对通电导体的作用力”。小金将滑动变阻器的滑片移到合适位置，闭合开关，发现金属导体ab向左运动。
（1）为验证导体受力方向与磁场方向是否有关，小金将导体ab放回图甲所示位置，断开开关后，小金应进行的操作是 　 　。
（2）上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用，　 　（选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（3）微型电扇通电工作时，它是电动机。如图乙所示，小金在微型电扇的插头处连接小灯泡，因手快
速拨动风扇叶片时，小灯泡发光。微型电扇能产生电流是利用了 　 　的原理。
15．项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。
（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是 　 　。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　。
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标二”所处的评价等级 　 　（“优秀”、“合格”、“待改进”），并说明理由。
16．挪威人伯克兰曾造出世界上第一台电磁发射器，开创电磁炮先河。我们新型航母装配的舰载机电磁弹射器也是应用了这一原理。为了认识电磁炮的一些特性，小科制作了一个电磁炮模型，其原理如图：给螺线管和铁质撞针都通电后，撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。
（1）小科要增强电磁炮中螺线管磁场，下列方法可行的是 　 　（选填字母）。
A.增加螺线管的线圈匝数 B.改变线圈中的电流方向
C.增大通过螺线管线圈的电流 D.改变线圈的绕向
（2）通电后，撞针为什么会迅速向前移动，其工作原理是：　 　。
（3）小科测得的一组实验数据（取多次实验的平均值）如表。
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
撞针质量（克） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
射程（米） 0.48 0.54 0.81 0.46 0.41
小科得出了“在其他条件相同的情况下，撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。小王觉得这个结论还不可靠，建议再取不同质量的撞针进行实验。你认为选择质量范围在 　 　克之间的撞针进行进一步实验比较合理。
17．如图甲所示是探究“磁场对电流的作用”的实验电路。
（1）开关闭合后，线圈 　 　（选填“能”或“不能”）转动，但 　 　（选填“能”或“不能”）持续转动。为解决这一问题，小轩利用漆包线绕制的多匝线圈设计了如图乙所示的实验装置，他在刮去线圈两端的绝缘漆时注意到，轴的一端漆皮要 　 　，另一端漆皮只刮去 　 　。
（2）小轩发现该线圈不转动，原因可能是 　 　（写出一条即可）。
（3）排除故障后电动机正常转动，小轩想改变线圈的转向，可采取的措施有 　 　（写出一条即可）。
18．通电导体在磁场中受到力的作用。小明查阅资料后发现：当导体垂直于磁场方向时，导体受力大小与电流大小有关。小明利用如图甲（省略外部电源）所示的实验装置探究“导体受力大小和电流大小的关系”。
①将强磁铁吸附在U形铁槽两侧，并将它们放置在电子秤上。将铜棒AB连入电路，垂直于磁场方向放置在U形铁槽上，然后“置零”电子秤；
②闭合开关，给铜棒通电，铜棒受到力的作用，电子秤显示出对应的质量，
计算力的大小；
③保持磁场与铜棒长度一定，接通电源，调节滑动变阻器，改变电流大小，记录相关数据，得到台秤示数与电流大小关系（如图乙）。
电流方向 实验次数 1 2 3
a→b 电流I/A 0.2 0.4 0.6
台秤示数m/g 0.11 0.22 0.33
b→a 电流I/A 0.8 1.0 1.4
台秤示数m/g ﹣0.44 ﹣0.55 ﹣0.77
（1）实验前，将电子秤“置零”的目的是 　 　。
（2）分析导体受力大小与电流大小关系，推测当电流I＝1.4A，电流从b→a时，导体垂直于磁场方向放置，此时导体的受力大小为 　 　N。
（3）利用该装置还可以探究当导体垂直于磁场方向时，导体受力大小与导体长度之间的关系，请你简要写出实验步骤。 　 　。
19．小实利用如图甲所示装置，研究通电导体在磁场中受力大小与电流大小的关系。他将一根导体接入电路。闭合开关后，导体会受到竖直方向的力，记录相关数据，并计算导体在磁场中所受力F的大小，改变电流大小，重复实验，并绘制出图乙。
（1）实验中增大电流大小的操作是 　 　；
（2）本实验中为了得到导体在磁场中受到力的大小，需要记录的数据有 　 　；
（3）根据图乙得出的结论是：　 　。
20．2024年5月1日，我国第三艘航空母舰福建舰从上海启航开展首次航行试验。它是我国首次采用电磁弹射起飞技术的航空母舰，原理如图甲：舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去。
（1）图乙实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是 　 　。
（2）歼﹣35是福建舰的舰载机，其部分数据如表。
质量mg 1.8×104千克
翼总面积S 60米2
舰上起飞滑跑距离s 120米
歼﹣35舰载机起飞时升力由机翼获得，沿水平方向低空飞行时，机翼上、下表面的压强差p和飞机速度v的关系为Pρv2（式中p表示空气密度）。若一架满载燃油的歼﹣35舰载机飞离甲板时的速度v为90米/秒，飞行员的质量为60千克，则该舰载机装载燃油的最大质量是多少千克？（空气密度为1.2千克/米3）
21．项目化学习小组在老师的指导下设计了一款湖面上的电动游船，图甲是电门踏板的工作原理示意图，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。
电动小车评价量表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板，车速变大 踩下电门踏板，车速不变 踩下电门踏板，车速反而变小
指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动
他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。
（1）电动机是根据怎么原理制成的？　 　。
（2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，电动机转速如何变化 　 　。
（3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关S1。S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由。
22．1821年、法拉第用如图所示装置进行了实验。其中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁，黑色部分表示水银。电路接通后，可动磁铁A和可动导线C均会发生运动。
（1）该实验中能量的转换形式是 　 　。
（2）结合通电直导线周围的磁场分布，推测俯视角度下，可动磁铁N极的
运动方向是 　 　。（选填“顺时针”或“逆时针”）
（3）导致可动导线C运动且运动方向与可动磁铁A运动方向不同的原因是
　 　。
23.如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则（ ）
A、铜盘转动将变慢
B、铜盘转动将变快
C、铜盘仍以原来的转速转动
D、铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁 的两端哪是N极，哪是S极来决定
24.如图所示，在光滑的水平面上固定一螺线管，将开关闭合后，有一轻质小车，车上放一条形磁铁，以初速度v0朝螺线管运动，在小车靠近螺线管的过程中（ ）
A、电流表中无电流通过，小车匀速运动
B、电流表中有电流通过，小车减速运动
C、电流表中无电流通过，小车减速运动
D、电流表中有电流通过，小车加速运动
25.如图所示，一台非铁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是一个电磁铁，未通电时，天平平衡，给B通电，铁块A被吸起，当A离开天平盘，而又未碰到B的过程中，正确的是（ ）
A、天平仍保持平衡
B、天平右盘下降
C、天平左盘下降
D、无法判断天平的平衡状况
26.小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U = 6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。
(1)请简述此恒温箱的工作过程。
(2)为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端，而不能接在C、D端？
(3)如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：A．0~100Ω B．0~200Ω C．0~1000Ω D．0~1500Ω
请问应选择哪一个可变电阻器？为什么？
(4)小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？请你提出一种解决的方案。
27．如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。
C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
（1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 。
（2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。
① 若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 （选填“高”或“低”）的温度下被接通。
② 当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路.已知热敏电阻的电流随电压变化的I-U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 A。
（3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。
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