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人教版初中物理九年级全册第二十章《跨学科实践：制作简易直流电动机》单元测试基础卷
一、选择题（每题5分，共45分）
1．（2025九上·龙岗月考）某混合动力型汽车的动力装置山汽汕发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力：当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　）
A．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能
B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能
C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能
D．制动减速发电的过程中把内能特化为电能
【答案】D
【知识点】热机的四个冲程；电磁感应
【解析】【解答】A、汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能，故A错误；
B、电动机在提供动力时把电能转化为机械能，故B正确；
C、蓄电池充电时将电能转化为化学能，故C正确；
D、 制动减速发电的过程中把机械能特化为电能 ，故D错误。
综上选D。
【分析】1、电磁感应定律的应用，闭合回路中的导体不断做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流的现象就是电磁感应现象。
2、利用电磁感应制作的机械有：发电机，能量转化为机械能转化为电能。
3、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。
2．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）小雨同学自己做了一个直流电动机模型，接通电路后，发现电动机不转动.以下原因不可能的是（　　）
A．电源电压太低 B．电源正、负极接反了
C．开始时，线圈处于平衡位置 D．电刷接触不良
【答案】B
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】 A.电源电压太低，则导致通过线圈的电流太小，会导致电磁力太小，故A不合题意；
B.电源正、负极接反了，即电流方向改变，不会改变电磁力大小，不会导致电动机不转，故B符合题意；
C.开始时，线圈处于平衡位置，此时线圈两侧受力相互平衡，不会促使线圈转动，故C不合题意；
D.电刷接触不良时，不会有电流经过线圈，不会受到电磁力，故D不合题意。
故选B。
【分析】电动机不转动，可能是没有受到电磁力，也可能是电磁力太小，根据影响电磁力受力大小的因素，结合它的结构特点分析判断。
3．（2025·绥化） 电动自行车的主要动力装置是电动机。下列选项中与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】 A.电铃是利用电流的磁效应来工作的，故A不符合题意；
B.该装置是发电机的原理图，是利用电磁感应现象来工作的，故B不符合题意；
C.奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故C不符合题意；
D.该装置是电动机的原理图，故D符合题意。
故选D。
【分析】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
4．（2024九上·广东月考）已知某电动机的工作效率为60%，圆的面积表示输入电动机的总能量，电动机输出有用的能量用灰色底表示，工作过程中损失的能量是内能。图中能量的形式以及大小最符合该电动机要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】AD、电动机的工作效率为60%，即机械能（输出能）为总功的60%，A中机械能（额外功）为600J，总功为1000J，所以AD表示错误；
B．电动机机械能为300J（输出能），总功为500J，所以工作效率为60%，B正确；
C．根据功率计算公式可知电动机的工作效率，故C不符合题意。
故选B。
【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η= 。
5．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）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，下列说法正确的是（　　）
A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变
C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度
D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 A.电动机工作时，将电能主要转化为机械能，部分转化为内能，故A错误；
B.根据图片可知，线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，则受力方向改变，故B错误；
C.用磁性更强的磁铁，从而提供更强的磁场，则它受到的作用力更大，可加快线圈转动速度，故C正确；
D.对调磁极同时改变电流方向，只会改变线圈的受力方向，不会改变线圈受力的大小，因此转速不变，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】A.根据电动机的能量转化判断；
B.通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关；
CD.通电导体受力大小与磁场强弱和电流大小有关。
6．（2024九上·武汉月考）某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可以作为发电机的蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　）
A．电动机在提供动力时把电能转化为机械能
B．发动机为蓄电池充电把电能转化为化学能
C．制动减速发电的过程把内能转化为电能
D．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能
【答案】C
【知识点】热机；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】【解答】A．电动机在提供动力时，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能，故A正确不符合题意；
B．发动机为蓄电池充电时，蓄电池发生化学反应，将电能转化为化学能，故B正确不符合题意；
C．当汽车制动减速时，电动机还可以作为发电机为蓄电池充电，将机械能转化为电能，故C错误符合题意；
D．汽油发动机做功冲程是利用内能来做功的冲程，把内能转化为机械能，故D正确不符合题意。
故选C。
【分析】A.根据电动机的能量转化判断；
BC.根据发电机的能量转化判断；
D.根据热机的能量转化过程判断。
7．2024年杭州马拉松推出了机器狗配速员，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
【答案】B
【知识点】电流的热效应；通电直导线周围的磁场；磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】选项A：电磁感应现象：这是发电机的工作原理，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。它是将机械能转化为电能的现象。与电动机功能相反，故A错误。
选项B：通电导体在磁场中受到力的作用：这是电动机的基本原理。当置于磁场中的通电导体（线圈）会受到磁场力的作用而发生转动，从而将电能转化为机械能，带动负载工作。机器狗内部的电动机正是依据此原理工作，故B正确。
选项C：电流的磁效应：这是指电流周围存在磁场的现象，如电磁铁、电铃等设备的工作原理。它描述的是“电生磁”，并不直接导致导体运动，故C错误。
选项D：电流的热效应：这是指电流通过导体时，电能转化为内能（热能）的现象，如电热器、电饭锅等设备的工作原理。它不涉及机械运动，故D错误。
故答案为：B。
【分析】本题以2024年杭州马拉松中的高科技产品“机器狗配速员”为情境，考查学生对电与磁核心原理——电动机工作原理的掌握情况。解题的关键在于清晰区分四个选项所描述的不同物理现象及其对应的典型应用。电动机（将电能→机械能）与发电机（将机械能→电能）的原理常被混淆，需要明确前者是“通电受力而动”（B选项），后者是“运动切割生电”（A选项）。电流的磁效应（C选项）是产生磁场的基础，而电流的热效应（D选项）是能量转化的另一种常见形式
8．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）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
【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】根据题意可知，要改变线圈转动的方向，就必须改变磁场对它的磁力方向，既可以改变通过线圈的电流方向，也可以改变磁极方向，故D正确，而ABC错误。
故选D。
【分析】线圈的转动方向与受力方向有关，根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素的知识判断。
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
【答案】B
【知识点】热机；直流电动机的构造原理与工作过程；发电机的构造和原理
【解析】【解答】A、发电机利用的是电磁感应原理，故A错误；
B、洗衣机转动时，利用电动机进行工作，故B正确；
C、电视机工作时将电能转化为光能和声能，和电动机的工作原理不同，故C错误；
D、汽油机利用的热机，故D错误。
综上选B。
【分析】1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息；
2、汽油机是利用热机进行工作的；
3、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机。
二、多选题（共5分）
10．（2025九下·青秀开学考）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　）
A．电动机主要由磁体和线圈组成
B．电动机主要把动能转化为电能
C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
【答案】A,C
【知识点】焦耳定律的应用；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、电动机主要由磁体和线圈组成：电动机的核心结构是磁体（定子）和线圈（转子），该选项正确。
B、电动机主要把动能转化为电能：电动机是消耗电能，将电能转化为机械能（动能），而非动能转化为电能，该选项错误。
C、对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向：电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，对调电源正负极可改变电流方向，从而改变转动方向，该选项正确。
D、电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关：根据焦耳定律，电流产生的热量与电阻成正比，该选项错误。
故选AC。
【分析】核心考点：电动机的结构、能量转化、转动方向的影响因素、焦耳定律。
涉及知识点：
1. 电动机结构：由磁体（定子）和线圈（转子）组成。
2. 能量转化：电能→机械能。
3. 转动方向：与电流方向、磁场方向有关。
4. 焦耳定律：电流产生的热量与电流平方、电阻、时间成正比。
常见易错点：混淆电动机的能量转化方向，忽略焦耳定律中电阻对热量的影响。
解题关键：牢记电动机的核心原理，明确能量转化方向，掌握影响转动方向的因素及焦耳定律的内容。
三、填空题（每空3分，共12分）
11．（2025·长沙模拟）如图、扭秧歌的机器人身体上安装了几十个关节电动机，每个电动机都能独立运转，实现非常精细的动作控制。这些电动机是　 　联的；关节电动机工作时主要是将电能转化为　 　能。
【答案】并；机械
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1）由于各个电动机可以独立工作且互不干扰，因此这些电动机的连接方式属于并联电路。（2）电动机运转时将消耗电能，这一过程实现了电能向机械能的转化。
故答案为：并；机械。
【分析】并联电路各支路的通断互不影响，电动机在工作时电能主要转化为机械能。
12．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是　 　（选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以　 　。
【答案】A；改变电流方向，如对调电源正负极；或改变磁场方向，如对调磁体的磁极。
【知识点】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】（1） 为了使线圈能够持续转动，需要在线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向。如果两端均全部刮掉，当线圈转过平衡位置时，由于电流方向不变，线圈的受力方向也不变，线圈会在平衡位置附近来回摆动一下而停止，故选A；
（2） 要改变电动机的转动方向可以改变电流方向，如对调电源正负极；或改变磁场方向，如对调磁体的磁极。
【分析】（1）在线圈转动过程中，当线圈转动180°时，线圈的受力方向与原来相反，则会导致线圈不能继续转动，而换向器此时可以改变电流方向，从而保证线圈继续转动；
（2）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。
四、综合题（共8分）
13．在如图所示的“动力电路”中，电流从 C 点经电动机由D 点流出时电梯上升，反之电梯下降，当电梯超载时“超载控制电路”中的压力传感器开关K2断开，电磁继电器和电动机都停止工作.
（1）请从 A、B点画出两条电线连接到“超载控制电路”对应的位置；当电梯上升时双刀双掷开关K1连接到1、2、3中的哪两个点
（2）电梯从1 楼上升到 21 楼共用时0.5min，每层楼高为3m，电梯的速度是多少
（3）若配重为520kg，吊仓质量为500kg，乘坐10名平均质量为60kg 的人，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在电梯上升21层匀速运动过程中，电动机的拉力为多少 配重和电动机所做功的总功率是多少
【答案】（1）解：线路连接如图a所示；双刀双掷开关应与触点1、2连接.
（2）解：电梯速度
（3）解：根据电梯受力分析，如答图b， 则总重力：
G总=m总g=(60kg×10+500kg)×10N/kg=11000N
F机=G总-F配=11000N-520kg×10N/ kg=5800N，
【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；电磁继电器的组成、原理和特点；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）根据电梯工作要求，电流从C点进入电动机，由D点流出时，电梯上升，反之电梯下降，即当电梯上升时，开关K1连接1、2；当电梯超载时，超载控制电路中的压力传感器开关K2断开，控制电路的电磁铁无磁性，电磁继电器和电动机都停止工作，电路图a为：
【分析】（1）火线带电，电流经过火线进入用电器，再回到零线，根据电动机工作方向，判断开关K1的状态；利用电磁继电器的工作，判断控制器连接的位置；
（2）根据，计算速度；
（3）根据G=mg，计算重力，结合电梯的受力分析，计算拉力大小；根据P=Fv，计算拉力的功率。
五、科普阅读题（共2题，共30分）
14．（2025·苏州模拟）阅读材料，回答问题
秧BOT
蛇年春晚《秧BOT》节目中，由宇树科技自主研发的一群穿着花棉袄的机器人，扭起了秧歌变换队形、舞动身体，多角度转手绢，引发热议。
该款人形机器人，配备了多达23至43个关节电动机，这类关节电动机有别于传统的有刷电动机，是利用直流无刷电动机进行驱动的，再搭配AI技术实现全身运动控制，能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。
直流无刷电动机的内部结构如图所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。
（1）直流无刷电动机能够转动，是　 　在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。
（2）为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的　 　个螺线圈通电。
（3）为驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动，此时通电方案最合理的是________。
A． B．
C． D．
【答案】（1）转子
（2）2
（3）D
【知识点】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】（1）电机的定子由线圈构成，转子采用永磁体（即磁铁）。通过检测转子的位置，精确控制各线圈的通电状态，使线圈产生的磁场方向动态变化，从而在转子前方形成不断变化的牵引磁场，驱动转子持续旋转。这一原理构成了无刷直流电机的基本工作机制。从物理本质来看，直流无刷电动机的转动源于永磁体转子在通电线圈产生的磁场中受到电磁力的作用。
（2）电机的定子绕组采用线圈结构，转子采用永磁材料。通过实时监测转子位置，对定子线圈实施精确的电流控制，使产生的磁场形成旋转磁场效应，从而实现对转子的连续牵引。为了获得最优的转矩输出效果，在实际控制中通常需要对三个定子线圈中的两个同时通电。
（3）根据安培右手定则（右手螺旋定则）结合第二问的结论分析，要使图示直流无刷电动机实现顺时针旋转，需要满足以下磁极分布条件：左下线圈应产生N极磁场，右下线圈应产生S极磁场，上方线圈保持中性。在给定的选项中，符合这一通电逻辑的最优方案对应选项D。该通电模式能产生所需的旋转磁场分布。
【分析】1、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：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通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关；
2、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机。
（1）电机的定子是线圈。转子是永磁体，就是磁铁。根据转子的位置，控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。直流无刷电动机能够转动，是转子在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。
（2）电机的定子是线圈。转子是永磁体，就是磁铁。根据转子的位置，控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的2个螺线圈通电。
（3）根据右手螺旋定则和第二问可知，要想驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动，应该使左下角为N极，右下角为S极，上方无磁性，此时通电方案最合理的是D图。
15．（2025·南通）阅读短文，回答问题。
跨学科实践--制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源，同学们设计制作智能垃驳箱模型，实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一：设计制作称重系统。图甲是称重的原理图，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，压力传感器的电阻 Rr的阻值与压力的关系围线如图乙所示。某次测试中，将1kg的物体放在压力传感器上，电压表示数为8V。电压表示数能反映回收垃圾质量的大小，可在电压表度上标注对应的质量值。(g取10N/kg)
任务二：设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当需达监测到回收物高度力超过预设值时，压缩系统启动，电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动，螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表，“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离，“减速机的速比”指电动机的转建与减速机的输出转边的比值，“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转建、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/(m·r )
电动机的额定转速/(r·s- ) 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流，对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价 。
（1）雷达发射的超声波是由声源　 　产生的，改变电动机中的　 　方向可改变压板运动的方向。
（2）“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节，其中环节A 为　 　；C处提出的问题是　 　。
（3）关于本次实践活动，下列说法正确的是（　　）。
A．压力传感器受到的压力越大，通过它的电流越大
B．压力传感器受到的压力越太，它的阻值越大
C．电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D．当电压表示数为6V时，可回收物的质量为2kg
（4）若预设值为0.66H，雷达发射至接收到超声波的的间间隔小于　 　s时，电动机启动。电动机以额定功率工作时，压板与回收物的接触面积为 则压板对回收物的压强为　 　 Pa。(超声波速度取340m/s)
（5）实验测试完成后，同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确，可采取的方法是　 　；请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法　 　。
【答案】（1）振动；电流
（2）反思改进；如何启动点击冰带动压板施加压力
（3）D
（4）；2×104
（5）增大恒定的电流；略
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；声音的产生；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）超声波是由于物体振动产生， 电动机的转动方向由通入的电流方向决定，所以改变电动机中的电流方向可改变压板运动的方向。
（2） “反思改进”环节是对模型存在的问题和改进方向的思考，所以A处提出的问题是反思改进。 C属于交流评价，可以交流该模型精度是否满足要求；
（3）根据超声波速度和预设值计算时间间隔t=，电动机功率P=60W，输出效率为90%，所以输出功率P1=0.9×60W=54W；减速机输出转速n=，P1=nlF，所以F=，压板对回收物的压强；
（4）要使得称重装置测量更精确，压力一定，电阻一定，则可以增大恒定的电流；建议：对传感器校准提高测量精度。
【分析】 本题围绕智能垃圾箱模型的跨学科实践展开，涉及声学、力学、电学等多个物理知识点，需结合各小问情境分析对应的物理原理与计算方法。
1 / 1人教版初中物理九年级全册第二十章《跨学科实践：制作简易直流电动机》单元测试基础卷
一、选择题（每题5分，共45分）
1．（2025九上·龙岗月考）某混合动力型汽车的动力装置山汽汕发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力：当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　）
A．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能
B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能
C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能
D．制动减速发电的过程中把内能特化为电能
2．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）小雨同学自己做了一个直流电动机模型，接通电路后，发现电动机不转动.以下原因不可能的是（　　）
A．电源电压太低 B．电源正、负极接反了
C．开始时，线圈处于平衡位置 D．电刷接触不良
3．（2025·绥化） 电动自行车的主要动力装置是电动机。下列选项中与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2024九上·广东月考）已知某电动机的工作效率为60%，圆的面积表示输入电动机的总能量，电动机输出有用的能量用灰色底表示，工作过程中损失的能量是内能。图中能量的形式以及大小最符合该电动机要求的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）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，下列说法正确的是（　　）
A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变
C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度
D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度
6．（2024九上·武汉月考）某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可以作为发电机的蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　）
A．电动机在提供动力时把电能转化为机械能
B．发动机为蓄电池充电把电能转化为化学能
C．制动减速发电的过程把内能转化为电能
D．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能
7．2024年杭州马拉松推出了机器狗配速员，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
8．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）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
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
二、多选题（共5分）
10．（2025九下·青秀开学考）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　）
A．电动机主要由磁体和线圈组成
B．电动机主要把动能转化为电能
C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
三、填空题（每空3分，共12分）
11．（2025·长沙模拟）如图、扭秧歌的机器人身体上安装了几十个关节电动机，每个电动机都能独立运转，实现非常精细的动作控制。这些电动机是　 　联的；关节电动机工作时主要是将电能转化为　 　能。
12．（【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业）如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是　 　（选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以　 　。
四、综合题（共8分）
13．在如图所示的“动力电路”中，电流从 C 点经电动机由D 点流出时电梯上升，反之电梯下降，当电梯超载时“超载控制电路”中的压力传感器开关K2断开，电磁继电器和电动机都停止工作.
（1）请从 A、B点画出两条电线连接到“超载控制电路”对应的位置；当电梯上升时双刀双掷开关K1连接到1、2、3中的哪两个点
（2）电梯从1 楼上升到 21 楼共用时0.5min，每层楼高为3m，电梯的速度是多少
（3）若配重为520kg，吊仓质量为500kg，乘坐10名平均质量为60kg 的人，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在电梯上升21层匀速运动过程中，电动机的拉力为多少 配重和电动机所做功的总功率是多少
五、科普阅读题（共2题，共30分）
14．（2025·苏州模拟）阅读材料，回答问题
秧BOT
蛇年春晚《秧BOT》节目中，由宇树科技自主研发的一群穿着花棉袄的机器人，扭起了秧歌变换队形、舞动身体，多角度转手绢，引发热议。
该款人形机器人，配备了多达23至43个关节电动机，这类关节电动机有别于传统的有刷电动机，是利用直流无刷电动机进行驱动的，再搭配AI技术实现全身运动控制，能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。
直流无刷电动机的内部结构如图所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。
（1）直流无刷电动机能够转动，是　 　在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。
（2）为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的　 　个螺线圈通电。
（3）为驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动，此时通电方案最合理的是________。
A． B．
C． D．
15．（2025·南通）阅读短文，回答问题。
跨学科实践--制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源，同学们设计制作智能垃驳箱模型，实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一：设计制作称重系统。图甲是称重的原理图，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，压力传感器的电阻 Rr的阻值与压力的关系围线如图乙所示。某次测试中，将1kg的物体放在压力传感器上，电压表示数为8V。电压表示数能反映回收垃圾质量的大小，可在电压表度上标注对应的质量值。(g取10N/kg)
任务二：设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当需达监测到回收物高度力超过预设值时，压缩系统启动，电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动，螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表，“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离，“减速机的速比”指电动机的转建与减速机的输出转边的比值，“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转建、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/(m·r )
电动机的额定转速/(r·s- ) 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流，对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价 。
（1）雷达发射的超声波是由声源　 　产生的，改变电动机中的　 　方向可改变压板运动的方向。
（2）“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节，其中环节A 为　 　；C处提出的问题是　 　。
（3）关于本次实践活动，下列说法正确的是（　　）。
A．压力传感器受到的压力越大，通过它的电流越大
B．压力传感器受到的压力越太，它的阻值越大
C．电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D．当电压表示数为6V时，可回收物的质量为2kg
（4）若预设值为0.66H，雷达发射至接收到超声波的的间间隔小于　 　s时，电动机启动。电动机以额定功率工作时，压板与回收物的接触面积为 则压板对回收物的压强为　 　 Pa。(超声波速度取340m/s)
（5）实验测试完成后，同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确，可采取的方法是　 　；请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】热机的四个冲程；电磁感应
【解析】【解答】A、汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能，故A错误；
B、电动机在提供动力时把电能转化为机械能，故B正确；
C、蓄电池充电时将电能转化为化学能，故C正确；
D、 制动减速发电的过程中把机械能特化为电能 ，故D错误。
综上选D。
【分析】1、电磁感应定律的应用，闭合回路中的导体不断做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流的现象就是电磁感应现象。
2、利用电磁感应制作的机械有：发电机，能量转化为机械能转化为电能。
3、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。
2．【答案】B
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】 A.电源电压太低，则导致通过线圈的电流太小，会导致电磁力太小，故A不合题意；
B.电源正、负极接反了，即电流方向改变，不会改变电磁力大小，不会导致电动机不转，故B符合题意；
C.开始时，线圈处于平衡位置，此时线圈两侧受力相互平衡，不会促使线圈转动，故C不合题意；
D.电刷接触不良时，不会有电流经过线圈，不会受到电磁力，故D不合题意。
故选B。
【分析】电动机不转动，可能是没有受到电磁力，也可能是电磁力太小，根据影响电磁力受力大小的因素，结合它的结构特点分析判断。
3．【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】 A.电铃是利用电流的磁效应来工作的，故A不符合题意；
B.该装置是发电机的原理图，是利用电磁感应现象来工作的，故B不符合题意；
C.奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故C不符合题意；
D.该装置是电动机的原理图，故D符合题意。
故选D。
【分析】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
4．【答案】B
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】AD、电动机的工作效率为60%，即机械能（输出能）为总功的60%，A中机械能（额外功）为600J，总功为1000J，所以AD表示错误；
B．电动机机械能为300J（输出能），总功为500J，所以工作效率为60%，B正确；
C．根据功率计算公式可知电动机的工作效率，故C不符合题意。
故选B。
【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η= 。
5．【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 A.电动机工作时，将电能主要转化为机械能，部分转化为内能，故A错误；
B.根据图片可知，线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，则受力方向改变，故B错误；
C.用磁性更强的磁铁，从而提供更强的磁场，则它受到的作用力更大，可加快线圈转动速度，故C正确；
D.对调磁极同时改变电流方向，只会改变线圈的受力方向，不会改变线圈受力的大小，因此转速不变，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】A.根据电动机的能量转化判断；
B.通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关；
CD.通电导体受力大小与磁场强弱和电流大小有关。
6．【答案】C
【知识点】热机；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】【解答】A．电动机在提供动力时，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能，故A正确不符合题意；
B．发动机为蓄电池充电时，蓄电池发生化学反应，将电能转化为化学能，故B正确不符合题意；
C．当汽车制动减速时，电动机还可以作为发电机为蓄电池充电，将机械能转化为电能，故C错误符合题意；
D．汽油发动机做功冲程是利用内能来做功的冲程，把内能转化为机械能，故D正确不符合题意。
故选C。
【分析】A.根据电动机的能量转化判断；
BC.根据发电机的能量转化判断；
D.根据热机的能量转化过程判断。
7．【答案】B
【知识点】电流的热效应；通电直导线周围的磁场；磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】选项A：电磁感应现象：这是发电机的工作原理，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。它是将机械能转化为电能的现象。与电动机功能相反，故A错误。
选项B：通电导体在磁场中受到力的作用：这是电动机的基本原理。当置于磁场中的通电导体（线圈）会受到磁场力的作用而发生转动，从而将电能转化为机械能，带动负载工作。机器狗内部的电动机正是依据此原理工作，故B正确。
选项C：电流的磁效应：这是指电流周围存在磁场的现象，如电磁铁、电铃等设备的工作原理。它描述的是“电生磁”，并不直接导致导体运动，故C错误。
选项D：电流的热效应：这是指电流通过导体时，电能转化为内能（热能）的现象，如电热器、电饭锅等设备的工作原理。它不涉及机械运动，故D错误。
故答案为：B。
【分析】本题以2024年杭州马拉松中的高科技产品“机器狗配速员”为情境，考查学生对电与磁核心原理——电动机工作原理的掌握情况。解题的关键在于清晰区分四个选项所描述的不同物理现象及其对应的典型应用。电动机（将电能→机械能）与发电机（将机械能→电能）的原理常被混淆，需要明确前者是“通电受力而动”（B选项），后者是“运动切割生电”（A选项）。电流的磁效应（C选项）是产生磁场的基础，而电流的热效应（D选项）是能量转化的另一种常见形式
8．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】根据题意可知，要改变线圈转动的方向，就必须改变磁场对它的磁力方向，既可以改变通过线圈的电流方向，也可以改变磁极方向，故D正确，而ABC错误。
故选D。
【分析】线圈的转动方向与受力方向有关，根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素的知识判断。
9．【答案】B
【知识点】热机；直流电动机的构造原理与工作过程；发电机的构造和原理
【解析】【解答】A、发电机利用的是电磁感应原理，故A错误；
B、洗衣机转动时，利用电动机进行工作，故B正确；
C、电视机工作时将电能转化为光能和声能，和电动机的工作原理不同，故C错误；
D、汽油机利用的热机，故D错误。
综上选B。
【分析】1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息；
2、汽油机是利用热机进行工作的；
3、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机。
10．【答案】A,C
【知识点】焦耳定律的应用；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、电动机主要由磁体和线圈组成：电动机的核心结构是磁体（定子）和线圈（转子），该选项正确。
B、电动机主要把动能转化为电能：电动机是消耗电能，将电能转化为机械能（动能），而非动能转化为电能，该选项错误。
C、对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向：电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，对调电源正负极可改变电流方向，从而改变转动方向，该选项正确。
D、电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关：根据焦耳定律，电流产生的热量与电阻成正比，该选项错误。
故选AC。
【分析】核心考点：电动机的结构、能量转化、转动方向的影响因素、焦耳定律。
涉及知识点：
1. 电动机结构：由磁体（定子）和线圈（转子）组成。
2. 能量转化：电能→机械能。
3. 转动方向：与电流方向、磁场方向有关。
4. 焦耳定律：电流产生的热量与电流平方、电阻、时间成正比。
常见易错点：混淆电动机的能量转化方向，忽略焦耳定律中电阻对热量的影响。
解题关键：牢记电动机的核心原理，明确能量转化方向，掌握影响转动方向的因素及焦耳定律的内容。
11．【答案】并；机械
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】（1）由于各个电动机可以独立工作且互不干扰，因此这些电动机的连接方式属于并联电路。（2）电动机运转时将消耗电能，这一过程实现了电能向机械能的转化。
故答案为：并；机械。
【分析】并联电路各支路的通断互不影响，电动机在工作时电能主要转化为机械能。
12．【答案】A；改变电流方向，如对调电源正负极；或改变磁场方向，如对调磁体的磁极。
【知识点】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】（1） 为了使线圈能够持续转动，需要在线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向。如果两端均全部刮掉，当线圈转过平衡位置时，由于电流方向不变，线圈的受力方向也不变，线圈会在平衡位置附近来回摆动一下而停止，故选A；
（2） 要改变电动机的转动方向可以改变电流方向，如对调电源正负极；或改变磁场方向，如对调磁体的磁极。
【分析】（1）在线圈转动过程中，当线圈转动180°时，线圈的受力方向与原来相反，则会导致线圈不能继续转动，而换向器此时可以改变电流方向，从而保证线圈继续转动；
（2）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。
13．【答案】（1）解：线路连接如图a所示；双刀双掷开关应与触点1、2连接.
（2）解：电梯速度
（3）解：根据电梯受力分析，如答图b， 则总重力：
G总=m总g=(60kg×10+500kg)×10N/kg=11000N
F机=G总-F配=11000N-520kg×10N/ kg=5800N，
【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；电磁继电器的组成、原理和特点；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）根据电梯工作要求，电流从C点进入电动机，由D点流出时，电梯上升，反之电梯下降，即当电梯上升时，开关K1连接1、2；当电梯超载时，超载控制电路中的压力传感器开关K2断开，控制电路的电磁铁无磁性，电磁继电器和电动机都停止工作，电路图a为：
【分析】（1）火线带电，电流经过火线进入用电器，再回到零线，根据电动机工作方向，判断开关K1的状态；利用电磁继电器的工作，判断控制器连接的位置；
（2）根据，计算速度；
（3）根据G=mg，计算重力，结合电梯的受力分析，计算拉力大小；根据P=Fv，计算拉力的功率。
14．【答案】（1）转子
（2）2
（3）D
【知识点】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】（1）电机的定子由线圈构成，转子采用永磁体（即磁铁）。通过检测转子的位置，精确控制各线圈的通电状态，使线圈产生的磁场方向动态变化，从而在转子前方形成不断变化的牵引磁场，驱动转子持续旋转。这一原理构成了无刷直流电机的基本工作机制。从物理本质来看，直流无刷电动机的转动源于永磁体转子在通电线圈产生的磁场中受到电磁力的作用。
（2）电机的定子绕组采用线圈结构，转子采用永磁材料。通过实时监测转子位置，对定子线圈实施精确的电流控制，使产生的磁场形成旋转磁场效应，从而实现对转子的连续牵引。为了获得最优的转矩输出效果，在实际控制中通常需要对三个定子线圈中的两个同时通电。
（3）根据安培右手定则（右手螺旋定则）结合第二问的结论分析，要使图示直流无刷电动机实现顺时针旋转，需要满足以下磁极分布条件：左下线圈应产生N极磁场，右下线圈应产生S极磁场，上方线圈保持中性。在给定的选项中，符合这一通电逻辑的最优方案对应选项D。该通电模式能产生所需的旋转磁场分布。
【分析】1、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：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通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关；
2、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机。
（1）电机的定子是线圈。转子是永磁体，就是磁铁。根据转子的位置，控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。直流无刷电动机能够转动，是转子在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。
（2）电机的定子是线圈。转子是永磁体，就是磁铁。根据转子的位置，控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的2个螺线圈通电。
（3）根据右手螺旋定则和第二问可知，要想驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动，应该使左下角为N极，右下角为S极，上方无磁性，此时通电方案最合理的是D图。
15．【答案】（1）振动；电流
（2）反思改进；如何启动点击冰带动压板施加压力
（3）D
（4）；2×104
（5）增大恒定的电流；略
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；声音的产生；磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】（1）超声波是由于物体振动产生， 电动机的转动方向由通入的电流方向决定，所以改变电动机中的电流方向可改变压板运动的方向。
（2） “反思改进”环节是对模型存在的问题和改进方向的思考，所以A处提出的问题是反思改进。 C属于交流评价，可以交流该模型精度是否满足要求；
（3）根据超声波速度和预设值计算时间间隔t=，电动机功率P=60W，输出效率为90%，所以输出功率P1=0.9×60W=54W；减速机输出转速n=，P1=nlF，所以F=，压板对回收物的压强；
（4）要使得称重装置测量更精确，压力一定，电阻一定，则可以增大恒定的电流；建议：对传感器校准提高测量精度。
【分析】 本题围绕智能垃圾箱模型的跨学科实践展开，涉及声学、力学、电学等多个物理知识点，需结合各小问情境分析对应的物理原理与计算方法。
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