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人教版初中物理九年级全册同步分层练习-20.4 《电动机》（培优版）
一、选择题（每题4分，共20分）
1．如图所示，环形导线和直导线相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径.如果直导线被固定不动，则两者通以图示方向的电流后，环形导线的运动情况是（　　）

A．从左侧观测，绕直导线顺时针转动
B．从左侧观测，绕直导线逆时针转动
C．沿纸面竖直向上运动
D．沿纸面竖直向下运动
【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 根据右手螺旋定则知，直导线上方的磁场垂直纸面向外，下方磁场垂直纸面向里。在环形导线的上方和下方各取小 微元电流，根据左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向下，则环形导线的运动情况是 向下运动。
故D正确，A、B、C错误。
故选D。
【分析】 根据右手螺旋定则得出固定直导线周围的磁场，采用微元法，得出环形导线所受的安培力，从而判断出环形导线的运动情 况。
2．（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
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用；电荷间的相互作用规律；磁场对通电导线的作用；分子间相互作用力
【解析】【解答】A、 负压发生器使喷枪内气压减小，此时喷枪内气压低于外界大气压，外界大气压会将涂料压入喷枪内， 所以A正确；
B、 通电后电动机线圈受力转动 ，属于磁场对通电导线有力的作用，故B错误；
C、 涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，同种电荷相互排斥，所以颗粒间相互排斥 ，C正确；
D、 涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在相互作用的引力 ，D正确。
综上选B。
【分析】 本题考查大气压强、电动机原理、电荷间作用力、分子间作用力等知识点，通过对每个选项所涉及物理原理的分析 得出正确选项。
3．（2025·阳春模拟）比亚迪新能源油电混合动力汽车，搭载了传统的内燃机、高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（　　）
A．电动机的工作原理是利用电磁感应现象
B．高效的电动机的工作效率可以达到100％
C．该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的压缩冲程
D．给汽车动力电池充电时，动力电池相当于用电器
【答案】D
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程；电路的构成及电路图；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】解：A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，故A错误；
B、任何机械的工作效率不可能达到100%，因为都会要做额外功，故B错误；
C、该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的做功冲程，因为活塞是向下运动的，故C错误。
D、充电时，电池消耗电能，动力电池相当于用电器，故D正确；
故选：D。
【分析】 （1）电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。
（2）任何机械都不可避免要做额外功，工作效率不可能达到100%。
（3）在内燃机的压缩冲程，进气门和排气门都关闭，活塞自下向上运动；在做功冲程，进气门和排气门都关闭，活塞自上向下运动。
（4）给汽车动力电池充电时，动力电池相当于用电器。
4．（2025·香洲模拟）小珠自制了一个扬声器，如图所示，塑料桶底部紧密粘贴着线圈，线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入方向不断改变的电流后，塑料桶振动发声。下列说法正确的是（　　）
A．强磁体周围的磁感线是真实存在的
B．将一个小磁针靠近强磁体，它静止时南极所指方向为该点磁场方向
C．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变
D．该扬声器与发电机的工作原理相同
【答案】C
【知识点】磁场；磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】A．为了更方便的研究磁体周围磁场的分布情况，才引入了磁感线，所以磁感线是假设的，故A错误；
B．小磁针静止时，北极所指的方向为该点的磁场方向，故B错误；
C.磁场是因电流而产生，因此 磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 ，故C正确；
D.扬声器是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故与电动机的原理相同。
故选C。
【分析】本题考查：磁场是真实存在的，而磁感线是为了描述磁场的分布情况假设的；变化的电流产生变化的磁场，每一个位置磁场都是有方向的，并且规定该方向与放置在该位置的小磁针静止时北极所指的方向一致；磁场对通电线圈会产生磁场力，并且磁场力的方向会随磁场方向的变化而变化，根据这个原理制成了电动机。
5．（2025·从化模拟）如图，在电磁铁上方放一个可以自由移动的闭合线圈abcd，线圈平面与电磁铁处于同一竖直平面内，当通入如图所示的电流时，线圈的运动情况是（　　）
A．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向下运动
B．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向上运动
C．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向下运动
D．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向上运动
【答案】C
【知识点】安培定则；左手定则
【解析】【解答】由图可知，电流从蹄形电磁铁左端流入，从右端流出，根据右手定则可知，蹄形电磁铁的左端是N极，右端是S极；在图示位置时，根据左手定则判断可知：ab边所受磁场力方向向里，cd边所受磁场力方向向外，则ab 边转向纸里，cd边转向纸外；从图示位置转过90°时，根据左手定则判断可知：ad边所受磁场力方向向下，线圈向下运动，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【分析】1.右手安培定则：右手握住通电螺线管，四指指向电流环绕方向，拇指所指端为螺线管的N极；
2.左手定则：伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大拇指指向的就是安培力方向（即导体受力方向）。
二、多选题（每题4分，共8分）
6．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图9.53所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（　　）
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相同
C．线框所受安培力的合力朝左
D．cd 边所受安培力对ab边的力矩不为零
【答案】B,C
【知识点】安培定则；磁场对通电导线的作用；左手定则
【解析】【解答】根据安培定则可知，MN产生磁场右侧垂直纸面向里，且距离越远，磁场强度越小，所以ab受到的磁场强度大于cd的磁场强度，bc受到磁场强度等于ad；
由左手定则可知，线框受力如图所示，所以F1＞F3，F2=F4，BC正确，AD错误
综上选BC
【分析】根据安培定则，左手定则判识选项
1、左手定则： 伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大拇指指向的就是安培力方向，所以线框受力如图所示，据此进行受力分析
2、安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是N极，MN产生磁场右侧垂直纸面向里，且距离越远，磁场强度越小
7．（2024·顺城模拟）汽油机、电动机分别是燃油汽车和电动汽车的动力装置。如图甲所示是四冲程汽油机某一冲程的示意图，如图乙所示是电动机。下列说法正确的是（　　）
A．图甲所示是汽油机的做功冲程
B．图甲所示的冲程中，燃气的内能减小
C．图乙所示的电动机的效率比汽油机的高，可达到100%
D．图乙所示的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动
【答案】A,B,D
【知识点】热机；热机的四个冲程；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】AB、火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，能量转化为内能转化为机械能，燃气的内能减小，故AB正确；
C．由于能量损耗，热机效率不能达到100%，故C错误；
D．电动机是根据通电导体在磁场中受力运动制作而成的，故D正确。
故选ABD。
【分析】根据热机冲程、通电导体在磁场中受力判识选项
1、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气，由于能量损耗，热机效率不能达到100%。
2、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机
三、填空题（每空3分，共24分）
8．（2025九下·江门月考）将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是　 　（选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈　 　（选填“有”或“无”）作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向　 　。
【答案】导体；有；相反
【知识点】导体与绝缘体；磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】图中，电源连接在支架A上，线圈中有电流，振动支架容易导电，是导体。
闭合开关，线圈开始转动，则磁场对线圈有力的作用，改变线圈的运动状态。
当仅调换磁场方向，使线圈受力方向改变，转动方向与原转动方向相反。故第1空填：导体；第2空填：有；第3空填：相反。
【分析】导体容易导电，能将电路接通；磁场对电流的作用和磁场方向有关，和电流方向有关。
9．如图所示，将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，会听到扬声器发出“咔咔”的响声，这是因为变化的电流通过线圈，使其在　 　中受到变化的力，从而带动锥形纸盆　 　而发声.
【答案】磁场；振动
【知识点】声音的产生；磁场对通电导线的作用；扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】（1）变化的电流通过扬声器线圈时，线圈在磁场中受到变化的力作用；
（2）线圈的振动带动推形纸盒振动，从而发出声音。
故答案为：磁场；振动。
【分析】本题考查扬声器的工作原理。扬声器是利用通电线圈在磁场中受力振动的原理工作的。当变化的电流通过线圈时，线圈在磁场中受到变化的力，从而带动纸盒振动发声。本题的关键在于理解电流变化引起受力变化，进而引起振动发声的过程。解答时应注意两个空分别对应“磁场中的力”和“振动发声”两个物理过程。
10．（2025·顺德三模）“福建舰”采用自主电磁弹射系统，如题图所示，当启动弹射系统时，通电的弹射车在强磁场中受到　 　的作用，使飞机加速起飞，飞机的动能　 　，机械能　 　（后两空选填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】力；变大；变大
【知识点】动能大小的比较；动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 当启动弹射系统时，通电的弹射车在强磁场中受到力的作用，使飞机加速起飞，速度增大，飞机的质量不变，动能变大，高度变大，重力势能变大，所以机械能变大。
故答案为：力；变大；变大。
【分析】（1）电磁弹射起飞系统是利用了磁场对通电导体产生力的作用，据此分析解答；
（2）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；动能与势能之和叫机械能。
四、实验探究题（共2题，共18分）
11．（2025·长沙模拟）如图所示为研究“磁场对电流的作用”实验装置。
（1）直导线AB不能选用　 　（选填“铜”“铁”或“铝”）质材料；
（2）把导线AB放在磁场里，闭合开关，会发现导线ab向左运动，说明磁场对电流有磁力的作用；
（3）现要让导线AB向右运动，请你说出一种方法　 　。
【答案】铁；磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，现要让导线AB向右运动，可以改变电流方向或者磁场方向，故可以采用对调磁体的两极或者将接电源两极的导线对调均可。
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）为了使实验效果明显，选择的金属棒应该是非磁性物质，故不能选用铁质材料；
（2）磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，现要让导线AB向右运动，可以改变电流方向或者磁场方向，故可以采用对调磁体的两极或者将接电源两极的导线对调均可。
故答案为：（1）铁；（2）对调磁极。
【分析】（1）选择的金属棒应该是非铁类物质（防止被磁化而吸引）；
（2）通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
12．小明利用如图所示实验装置进行“探究通电导体在磁场中受力情况的实验”.
（1）如图所示，将一根导体 ab 置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关时导体静止，闭合开关后，导体运动起来，说明磁场对通电导体有　 　的作用.
（2）断开开关，只将图中磁体的 N、S极对调，再闭合开关，会发现导体 ab 的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与　 　有关.
（3）要探究通电导体在磁场中受力方向与电流方向是否有关，应进行的操作是　 　
（4）如果同时改变磁场方向和电流方向，　 　(选填“能”或“不能”)确定通电导体受力方向与磁场方向或电流方向是否有关.
（5）通电导体在磁场中受力运动时，____(选填字母).
A．消耗了机械能，转化成了电能 B．消耗了机械能，转化成了内能
C．消耗了电能，转化成了机械能 D．消耗了化学能，转化成了电能
【答案】（1）力
（2）磁场方向
（3）调换电源正负极，闭合开关，观察导体运动方向
（4）不能
（5）C
【知识点】能量的转化或转移；磁场对通电导线的作用；左手定则；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1) 未闭合开关时导体静止，闭合开关后导体中有电流通过，导体开始运动，由静止变为运动说明受到了力的作用，这一现象表明磁场对通电导体有力的作用。
故答案为：力。
(2) 只将磁体的N、S极对调，改变了磁场方向，闭合开关后导体运动方向与之前相反，说明在电流方向不变的情况下，改变磁场方向会改变导体受力方向，即通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
故答案为：磁场方向。
(3) 要探究受力方向与电流方向是否有关，需要控制磁场方向不变，只改变电流方向。具体操作是：保持磁体位置和方向不变，调换电源正负极（改变电流方向），然后闭合开关，观察导体运动方向是否改变。
故答案为：调换电源正负极，闭合开关，观察导体运动方向。
(4) 如果同时改变磁场方向和电流方向，导体运动方向可能改变也可能不变，此时无法判断是哪个因素导致了运动方向的变化，因此不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关系。这是控制变量法的基本要求。
故答案为：不能。
(5) 通电导体在磁场中受力运动的过程，是电能转化为机械能的过程。电源提供电能，导体在磁场力作用下运动获得机械能。
故答案为：C。
【分析】本题综合考查通电导体在磁场中受力的探究实验，涉及受力现象、方向因素和控制变量法等核心内容。解题需要掌握：通电导体在磁场中受力的基本原理；受力方向与磁场方向、电流方向的关系；控制变量法的应用原则——探究一个因素时，需控制其他因素不变；能量转化过程——电能转化为机械能。解题的关键是理解左手定则（初中阶段不要求掌握但需定性理解）和能量转化原理，以及掌握科学探究的基本方法。
五、综合题（共3题，共10分）
（2025·东莞模拟）【无人机应用】为热烈庆祝中华人民共和国成立75周年，深圳湾人才公园举办了“天空之城，大有可能”全城万架无人机表演。请根据相关情景涉及的物理知识完成下列各题。
13．如图所示，当小安一家人开车到公园停车场倒车时，尾部在非安全距离内遇到障碍物，倒车雷达发出警报声，避免了车辆发生剐蹭。在倒车雷达工作的过程中，会应用到下列物理知识中的哪几项（　　）
①声的反射
②超声波
③声波可以传递信息
④声波可以传递能量
A．只有③ B．只有④ C．有①②③ D．有①②④
14．如图所示，当10197架无人机同时悬停在空中时，为市民游客带来了一场科技与艺术完美融合的视觉盛宴，让海内外观众感受到深圳科技的“硬核力”！下列相关说法不正确的是（　　）
A．无人机定位系统利用电磁波传递信息
B．无人机在水中的像与它一样大
C．给无人机水平直线飞行时，重力对它做功
D．无人机上的LED灯是一种半导体材料
15．无人机的核心部件为电动机，图中能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】13．C
14．C
15．A
【知识点】超声波与次声波；声与信息传递；直流电动机的构造原理与工作过程；是否做功的判断
【解析】【解答】（1）汽车的倒车雷达发出超声波，遇到障碍物反射回来，根据接收到的超声波判断障碍物距离车尾的距离，从而发出警示。利用了声音可以传递信息的特点，①②③合理，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（2）A．电磁波可以传递信息和能量。无人机定位利用了电磁波传递信息，故A正确，不符合题意；
B．根据平面镜成像特点，无人机在水中的像是平面镜成像，像和物一样大，故B正确，不符合题意；
C．无人机水平飞行时，重力竖直向下，通过的距离水平，重力不做功，故C错误，符合题意；
D．LED灯是用半导体材料制成的，具有单向导电性，故D正确，不符合题意。
故选C。
（3）电动机工作原理是磁场对通电导体有力的作用。图A中，导体通电，在磁场中受力而运动，能说明这一原理，图BD中，导体切割磁感线，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，图C是影响电磁铁磁性强弱的实验，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【分析】（1）倒车雷达利用超声波传递信息，回声定位，是声音的反射现象；
（2）无人机利用电磁波传递信息；水中倒影是光的反射现象；LED灯是半导体材料；物体受力且在力的方向移动距离，力对物体做了功；
（3）电动机的工作原理是磁场对电流的作用。
13．【解答】（1）汽车的倒车雷达发出超声波，遇到障碍物反射回来，根据接收到的超声波判断障碍物距离车尾的距离，从而发出警示。利用了声音可以传递信息的特点，①②③合理，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
14．（2）A．电磁波可以传递信息和能量。无人机定位利用了电磁波传递信息，故A正确，不符合题意；
B．根据平面镜成像特点，无人机在水中的像是平面镜成像，像和物一样大，故B正确，不符合题意；
C．无人机水平飞行时，重力竖直向下，通过的距离水平，重力不做功，故C错误，符合题意；
D．LED灯是用半导体材料制成的，具有单向导电性，故D正确，不符合题意。
故选C。
15．（3）电动机工作原理是磁场对通电导体有力的作用。图A中，导体通电，在磁场中受力而运动，能说明这一原理，图BD中，导体切割磁感线，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，图C是影响电磁铁磁性强弱的实验，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
六、科普阅读题（共12分）
16．（2024·绥中模拟）阅读短文，回答问题。
扫地机器人
现代家庭电器越来越智能化，扫地机器人就是智能家电的一种，是家庭地板清理的好帮手。通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。该机器人工作时的额定功率为36W，电池的容量为3750mAh，当剩余电量减为电池容量的20％时，机器人会主动寻找充电器充电，充电电压和工作电压均为12V。
（1）“机器人”工作时，由于主机内部的气压　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力将灰尘吸入集尘盒；
（2）“机器人”的动力来自于电动机，下列实验装置与电动机工作原理相同的是　 　；
A. B. C. D.
（3）若“机器人”静止时向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其距障碍物　 　cm（假设超声波在空气中的传播速度为340m/s）；
（4）该机器人正常工作时的电流为　 　；
（5）该机器人充满一次电后能够持续工作的时间是　 　s；
（6）当剩余电量减为电池容量的20％时，机器人会主动寻找充电器充电，以充电器为参照物，机器人是　 　。
【答案】小于；D；17；3A；3600；运动
【知识点】速度公式及其应用；流体压强与流速的关系；运动和静止的相对性；电功率的计算；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1）机器人工作时，主机内部空气流速较快而气压较小，则主机内部的气压小于大气压而产生吸力将灰尘吸入集尘盒。故该空填”小于“；
（2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。
A.奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故A错误；
B.图中利用闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，故B错误；
C.图中控制电流相同，改变电磁铁的线圈匝数，探究电磁铁的磁性与线圈匝数的关系，故C错误；
D.图中是通电导体在磁场中受力的作用的做功原理图，故D正确。
故该空填”D“；
（3）“机器人”距障碍物：。故该空填”17“；
（4）该机器人正常工作时的电流为：。故该空填”3A“；
（5）该机器人充满一次电后能够持续工作的时间：
。故该空填”3600“；
（6）当剩余电量减为电池容量的20％时，机器人会主动寻找充电器充电，以充电器为参照物，机器人的位置改变，是运动的。故该空填”运动“。
【分析】 （1）“机器人”工作时，由于主机内部的气压小于大气压而产生吸力将灰尘吸入集尘盒；
（2）电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的；
（3）根据速度公式计算机器人与障碍物的距离；
（4）根据P=UI计算电流；
（5）根据W=UIt计算机器人的工作时间；
（6）物体相对与参照物位置发生改变是运动的，反之静止。
七、简答题（共8分）
17．（2024九下·庄浪期中）绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车、电动单车已经成为了人们日常外出的重要交通工具，请用物理知识回答下列问题。
（1）电动车的能量转换方向主要是将什么能转化为什么能？
（2）电动车利用电动机获得牵引力，电动机的工作原理是？
【答案】答：（1）电动车在工作过程中是为了提供动力的，由此可判断其主要的能量转化方向为将电能转化机械能；
（2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
【知识点】能量的转化或转移；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）电动车由电动机提供动力，能量转换为电池中的电能转化为电动车的动能即机械能。
（2）通电导体在磁场中会受到力导致运动状态发生改变，即为电动机的工作原理。
1 / 1人教版初中物理九年级全册同步分层练习-20.4 《电动机》（培优版）
一、选择题（每题4分，共20分）
1．如图所示，环形导线和直导线相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径.如果直导线被固定不动，则两者通以图示方向的电流后，环形导线的运动情况是（　　）

A．从左侧观测，绕直导线顺时针转动
B．从左侧观测，绕直导线逆时针转动
C．沿纸面竖直向上运动
D．沿纸面竖直向下运动
2．（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
3．（2025·阳春模拟）比亚迪新能源油电混合动力汽车，搭载了传统的内燃机、高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（　　）
A．电动机的工作原理是利用电磁感应现象
B．高效的电动机的工作效率可以达到100％
C．该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的压缩冲程
D．给汽车动力电池充电时，动力电池相当于用电器
4．（2025·香洲模拟）小珠自制了一个扬声器，如图所示，塑料桶底部紧密粘贴着线圈，线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入方向不断改变的电流后，塑料桶振动发声。下列说法正确的是（　　）
A．强磁体周围的磁感线是真实存在的
B．将一个小磁针靠近强磁体，它静止时南极所指方向为该点磁场方向
C．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变
D．该扬声器与发电机的工作原理相同
5．（2025·从化模拟）如图，在电磁铁上方放一个可以自由移动的闭合线圈abcd，线圈平面与电磁铁处于同一竖直平面内，当通入如图所示的电流时，线圈的运动情况是（　　）
A．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向下运动
B．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向上运动
C．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向下运动
D．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向上运动
二、多选题（每题4分，共8分）
6．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图9.53所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（　　）
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相同
C．线框所受安培力的合力朝左
D．cd 边所受安培力对ab边的力矩不为零
7．（2024·顺城模拟）汽油机、电动机分别是燃油汽车和电动汽车的动力装置。如图甲所示是四冲程汽油机某一冲程的示意图，如图乙所示是电动机。下列说法正确的是（　　）
A．图甲所示是汽油机的做功冲程
B．图甲所示的冲程中，燃气的内能减小
C．图乙所示的电动机的效率比汽油机的高，可达到100%
D．图乙所示的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动
三、填空题（每空3分，共24分）
8．（2025九下·江门月考）将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是　 　（选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈　 　（选填“有”或“无”）作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向　 　。
9．如图所示，将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，会听到扬声器发出“咔咔”的响声，这是因为变化的电流通过线圈，使其在　 　中受到变化的力，从而带动锥形纸盆　 　而发声.
10．（2025·顺德三模）“福建舰”采用自主电磁弹射系统，如题图所示，当启动弹射系统时，通电的弹射车在强磁场中受到　 　的作用，使飞机加速起飞，飞机的动能　 　，机械能　 　（后两空选填“变大”“变小”或“不变”）
四、实验探究题（共2题，共18分）
11．（2025·长沙模拟）如图所示为研究“磁场对电流的作用”实验装置。
（1）直导线AB不能选用　 　（选填“铜”“铁”或“铝”）质材料；
（2）把导线AB放在磁场里，闭合开关，会发现导线ab向左运动，说明磁场对电流有磁力的作用；
（3）现要让导线AB向右运动，请你说出一种方法　 　。
12．小明利用如图所示实验装置进行“探究通电导体在磁场中受力情况的实验”.
（1）如图所示，将一根导体 ab 置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关时导体静止，闭合开关后，导体运动起来，说明磁场对通电导体有　 　的作用.
（2）断开开关，只将图中磁体的 N、S极对调，再闭合开关，会发现导体 ab 的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与　 　有关.
（3）要探究通电导体在磁场中受力方向与电流方向是否有关，应进行的操作是　 　
（4）如果同时改变磁场方向和电流方向，　 　(选填“能”或“不能”)确定通电导体受力方向与磁场方向或电流方向是否有关.
（5）通电导体在磁场中受力运动时，____(选填字母).
A．消耗了机械能，转化成了电能 B．消耗了机械能，转化成了内能
C．消耗了电能，转化成了机械能 D．消耗了化学能，转化成了电能
五、综合题（共3题，共10分）
（2025·东莞模拟）【无人机应用】为热烈庆祝中华人民共和国成立75周年，深圳湾人才公园举办了“天空之城，大有可能”全城万架无人机表演。请根据相关情景涉及的物理知识完成下列各题。
13．如图所示，当小安一家人开车到公园停车场倒车时，尾部在非安全距离内遇到障碍物，倒车雷达发出警报声，避免了车辆发生剐蹭。在倒车雷达工作的过程中，会应用到下列物理知识中的哪几项（　　）
①声的反射
②超声波
③声波可以传递信息
④声波可以传递能量
A．只有③ B．只有④ C．有①②③ D．有①②④
14．如图所示，当10197架无人机同时悬停在空中时，为市民游客带来了一场科技与艺术完美融合的视觉盛宴，让海内外观众感受到深圳科技的“硬核力”！下列相关说法不正确的是（　　）
A．无人机定位系统利用电磁波传递信息
B．无人机在水中的像与它一样大
C．给无人机水平直线飞行时，重力对它做功
D．无人机上的LED灯是一种半导体材料
15．无人机的核心部件为电动机，图中能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
六、科普阅读题（共12分）
16．（2024·绥中模拟）阅读短文，回答问题。
扫地机器人
现代家庭电器越来越智能化，扫地机器人就是智能家电的一种，是家庭地板清理的好帮手。通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。该机器人工作时的额定功率为36W，电池的容量为3750mAh，当剩余电量减为电池容量的20％时，机器人会主动寻找充电器充电，充电电压和工作电压均为12V。
（1）“机器人”工作时，由于主机内部的气压　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力将灰尘吸入集尘盒；
（2）“机器人”的动力来自于电动机，下列实验装置与电动机工作原理相同的是　 　；
A. B. C. D.
（3）若“机器人”静止时向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其距障碍物　 　cm（假设超声波在空气中的传播速度为340m/s）；
（4）该机器人正常工作时的电流为　 　；
（5）该机器人充满一次电后能够持续工作的时间是　 　s；
（6）当剩余电量减为电池容量的20％时，机器人会主动寻找充电器充电，以充电器为参照物，机器人是　 　。
七、简答题（共8分）
17．（2024九下·庄浪期中）绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车、电动单车已经成为了人们日常外出的重要交通工具，请用物理知识回答下列问题。
（1）电动车的能量转换方向主要是将什么能转化为什么能？
（2）电动车利用电动机获得牵引力，电动机的工作原理是？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 根据右手螺旋定则知，直导线上方的磁场垂直纸面向外，下方磁场垂直纸面向里。在环形导线的上方和下方各取小 微元电流，根据左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向下，则环形导线的运动情况是 向下运动。
故D正确，A、B、C错误。
故选D。
【分析】 根据右手螺旋定则得出固定直导线周围的磁场，采用微元法，得出环形导线所受的安培力，从而判断出环形导线的运动情 况。
2．【答案】B
【知识点】大气压的综合应用；电荷间的相互作用规律；磁场对通电导线的作用；分子间相互作用力
【解析】【解答】A、 负压发生器使喷枪内气压减小，此时喷枪内气压低于外界大气压，外界大气压会将涂料压入喷枪内， 所以A正确；
B、 通电后电动机线圈受力转动 ，属于磁场对通电导线有力的作用，故B错误；
C、 涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，同种电荷相互排斥，所以颗粒间相互排斥 ，C正确；
D、 涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在相互作用的引力 ，D正确。
综上选B。
【分析】 本题考查大气压强、电动机原理、电荷间作用力、分子间作用力等知识点，通过对每个选项所涉及物理原理的分析 得出正确选项。
3．【答案】D
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程；电路的构成及电路图；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】解：A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，故A错误；
B、任何机械的工作效率不可能达到100%，因为都会要做额外功，故B错误；
C、该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的做功冲程，因为活塞是向下运动的，故C错误。
D、充电时，电池消耗电能，动力电池相当于用电器，故D正确；
故选：D。
【分析】 （1）电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。
（2）任何机械都不可避免要做额外功，工作效率不可能达到100%。
（3）在内燃机的压缩冲程，进气门和排气门都关闭，活塞自下向上运动；在做功冲程，进气门和排气门都关闭，活塞自上向下运动。
（4）给汽车动力电池充电时，动力电池相当于用电器。
4．【答案】C
【知识点】磁场；磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】A．为了更方便的研究磁体周围磁场的分布情况，才引入了磁感线，所以磁感线是假设的，故A错误；
B．小磁针静止时，北极所指的方向为该点的磁场方向，故B错误；
C.磁场是因电流而产生，因此 磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 ，故C正确；
D.扬声器是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故与电动机的原理相同。
故选C。
【分析】本题考查：磁场是真实存在的，而磁感线是为了描述磁场的分布情况假设的；变化的电流产生变化的磁场，每一个位置磁场都是有方向的，并且规定该方向与放置在该位置的小磁针静止时北极所指的方向一致；磁场对通电线圈会产生磁场力，并且磁场力的方向会随磁场方向的变化而变化，根据这个原理制成了电动机。
5．【答案】C
【知识点】安培定则；左手定则
【解析】【解答】由图可知，电流从蹄形电磁铁左端流入，从右端流出，根据右手定则可知，蹄形电磁铁的左端是N极，右端是S极；在图示位置时，根据左手定则判断可知：ab边所受磁场力方向向里，cd边所受磁场力方向向外，则ab 边转向纸里，cd边转向纸外；从图示位置转过90°时，根据左手定则判断可知：ad边所受磁场力方向向下，线圈向下运动，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【分析】1.右手安培定则：右手握住通电螺线管，四指指向电流环绕方向，拇指所指端为螺线管的N极；
2.左手定则：伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大拇指指向的就是安培力方向（即导体受力方向）。
6．【答案】B,C
【知识点】安培定则；磁场对通电导线的作用；左手定则
【解析】【解答】根据安培定则可知，MN产生磁场右侧垂直纸面向里，且距离越远，磁场强度越小，所以ab受到的磁场强度大于cd的磁场强度，bc受到磁场强度等于ad；
由左手定则可知，线框受力如图所示，所以F1＞F3，F2=F4，BC正确，AD错误
综上选BC
【分析】根据安培定则，左手定则判识选项
1、左手定则： 伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大拇指指向的就是安培力方向，所以线框受力如图所示，据此进行受力分析
2、安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是N极，MN产生磁场右侧垂直纸面向里，且距离越远，磁场强度越小
7．【答案】A,B,D
【知识点】热机；热机的四个冲程；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】AB、火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，能量转化为内能转化为机械能，燃气的内能减小，故AB正确；
C．由于能量损耗，热机效率不能达到100%，故C错误；
D．电动机是根据通电导体在磁场中受力运动制作而成的，故D正确。
故选ABD。
【分析】根据热机冲程、通电导体在磁场中受力判识选项
1、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气，由于能量损耗，热机效率不能达到100%。
2、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机
8．【答案】导体；有；相反
【知识点】导体与绝缘体；磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】图中，电源连接在支架A上，线圈中有电流，振动支架容易导电，是导体。
闭合开关，线圈开始转动，则磁场对线圈有力的作用，改变线圈的运动状态。
当仅调换磁场方向，使线圈受力方向改变，转动方向与原转动方向相反。故第1空填：导体；第2空填：有；第3空填：相反。
【分析】导体容易导电，能将电路接通；磁场对电流的作用和磁场方向有关，和电流方向有关。
9．【答案】磁场；振动
【知识点】声音的产生；磁场对通电导线的作用；扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】（1）变化的电流通过扬声器线圈时，线圈在磁场中受到变化的力作用；
（2）线圈的振动带动推形纸盒振动，从而发出声音。
故答案为：磁场；振动。
【分析】本题考查扬声器的工作原理。扬声器是利用通电线圈在磁场中受力振动的原理工作的。当变化的电流通过线圈时，线圈在磁场中受到变化的力，从而带动纸盒振动发声。本题的关键在于理解电流变化引起受力变化，进而引起振动发声的过程。解答时应注意两个空分别对应“磁场中的力”和“振动发声”两个物理过程。
10．【答案】力；变大；变大
【知识点】动能大小的比较；动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 当启动弹射系统时，通电的弹射车在强磁场中受到力的作用，使飞机加速起飞，速度增大，飞机的质量不变，动能变大，高度变大，重力势能变大，所以机械能变大。
故答案为：力；变大；变大。
【分析】（1）电磁弹射起飞系统是利用了磁场对通电导体产生力的作用，据此分析解答；
（2）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；动能与势能之和叫机械能。
11．【答案】铁；磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，现要让导线AB向右运动，可以改变电流方向或者磁场方向，故可以采用对调磁体的两极或者将接电源两极的导线对调均可。
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）为了使实验效果明显，选择的金属棒应该是非磁性物质，故不能选用铁质材料；
（2）磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，现要让导线AB向右运动，可以改变电流方向或者磁场方向，故可以采用对调磁体的两极或者将接电源两极的导线对调均可。
故答案为：（1）铁；（2）对调磁极。
【分析】（1）选择的金属棒应该是非铁类物质（防止被磁化而吸引）；
（2）通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
12．【答案】（1）力
（2）磁场方向
（3）调换电源正负极，闭合开关，观察导体运动方向
（4）不能
（5）C
【知识点】能量的转化或转移；磁场对通电导线的作用；左手定则；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1) 未闭合开关时导体静止，闭合开关后导体中有电流通过，导体开始运动，由静止变为运动说明受到了力的作用，这一现象表明磁场对通电导体有力的作用。
故答案为：力。
(2) 只将磁体的N、S极对调，改变了磁场方向，闭合开关后导体运动方向与之前相反，说明在电流方向不变的情况下，改变磁场方向会改变导体受力方向，即通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
故答案为：磁场方向。
(3) 要探究受力方向与电流方向是否有关，需要控制磁场方向不变，只改变电流方向。具体操作是：保持磁体位置和方向不变，调换电源正负极（改变电流方向），然后闭合开关，观察导体运动方向是否改变。
故答案为：调换电源正负极，闭合开关，观察导体运动方向。
(4) 如果同时改变磁场方向和电流方向，导体运动方向可能改变也可能不变，此时无法判断是哪个因素导致了运动方向的变化，因此不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关系。这是控制变量法的基本要求。
故答案为：不能。
(5) 通电导体在磁场中受力运动的过程，是电能转化为机械能的过程。电源提供电能，导体在磁场力作用下运动获得机械能。
故答案为：C。
【分析】本题综合考查通电导体在磁场中受力的探究实验，涉及受力现象、方向因素和控制变量法等核心内容。解题需要掌握：通电导体在磁场中受力的基本原理；受力方向与磁场方向、电流方向的关系；控制变量法的应用原则——探究一个因素时，需控制其他因素不变；能量转化过程——电能转化为机械能。解题的关键是理解左手定则（初中阶段不要求掌握但需定性理解）和能量转化原理，以及掌握科学探究的基本方法。
【答案】13．C
14．C
15．A
【知识点】超声波与次声波；声与信息传递；直流电动机的构造原理与工作过程；是否做功的判断
【解析】【解答】（1）汽车的倒车雷达发出超声波，遇到障碍物反射回来，根据接收到的超声波判断障碍物距离车尾的距离，从而发出警示。利用了声音可以传递信息的特点，①②③合理，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（2）A．电磁波可以传递信息和能量。无人机定位利用了电磁波传递信息，故A正确，不符合题意；
B．根据平面镜成像特点，无人机在水中的像是平面镜成像，像和物一样大，故B正确，不符合题意；
C．无人机水平飞行时，重力竖直向下，通过的距离水平，重力不做功，故C错误，符合题意；
D．LED灯是用半导体材料制成的，具有单向导电性，故D正确，不符合题意。
故选C。
（3）电动机工作原理是磁场对通电导体有力的作用。图A中，导体通电，在磁场中受力而运动，能说明这一原理，图BD中，导体切割磁感线，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，图C是影响电磁铁磁性强弱的实验，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【分析】（1）倒车雷达利用超声波传递信息，回声定位，是声音的反射现象；
（2）无人机利用电磁波传递信息；水中倒影是光的反射现象；LED灯是半导体材料；物体受力且在力的方向移动距离，力对物体做了功；
（3）电动机的工作原理是磁场对电流的作用。
13．【解答】（1）汽车的倒车雷达发出超声波，遇到障碍物反射回来，根据接收到的超声波判断障碍物距离车尾的距离，从而发出警示。利用了声音可以传递信息的特点，①②③合理，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
14．（2）A．电磁波可以传递信息和能量。无人机定位利用了电磁波传递信息，故A正确，不符合题意；
B．根据平面镜成像特点，无人机在水中的像是平面镜成像，像和物一样大，故B正确，不符合题意；
C．无人机水平飞行时，重力竖直向下，通过的距离水平，重力不做功，故C错误，符合题意；
D．LED灯是用半导体材料制成的，具有单向导电性，故D正确，不符合题意。
故选C。
15．（3）电动机工作原理是磁场对通电导体有力的作用。图A中，导体通电，在磁场中受力而运动，能说明这一原理，图BD中，导体切割磁感线，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，图C是影响电磁铁磁性强弱的实验，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
16．【答案】小于；D；17；3A；3600；运动
【知识点】速度公式及其应用；流体压强与流速的关系；运动和静止的相对性；电功率的计算；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1）机器人工作时，主机内部空气流速较快而气压较小，则主机内部的气压小于大气压而产生吸力将灰尘吸入集尘盒。故该空填”小于“；
（2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。
A.奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故A错误；
B.图中利用闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，故B错误；
C.图中控制电流相同，改变电磁铁的线圈匝数，探究电磁铁的磁性与线圈匝数的关系，故C错误；
D.图中是通电导体在磁场中受力的作用的做功原理图，故D正确。
故该空填”D“；
（3）“机器人”距障碍物：。故该空填”17“；
（4）该机器人正常工作时的电流为：。故该空填”3A“；
（5）该机器人充满一次电后能够持续工作的时间：
。故该空填”3600“；
（6）当剩余电量减为电池容量的20％时，机器人会主动寻找充电器充电，以充电器为参照物，机器人的位置改变，是运动的。故该空填”运动“。
【分析】 （1）“机器人”工作时，由于主机内部的气压小于大气压而产生吸力将灰尘吸入集尘盒；
（2）电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的；
（3）根据速度公式计算机器人与障碍物的距离；
（4）根据P=UI计算电流；
（5）根据W=UIt计算机器人的工作时间；
（6）物体相对与参照物位置发生改变是运动的，反之静止。
17．【答案】答：（1）电动车在工作过程中是为了提供动力的，由此可判断其主要的能量转化方向为将电能转化机械能；
（2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
【知识点】能量的转化或转移；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）电动车由电动机提供动力，能量转换为电池中的电能转化为电动车的动能即机械能。
（2）通电导体在磁场中会受到力导致运动状态发生改变，即为电动机的工作原理。
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