12.6直流电动机同步练习
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．地磁场的N极在地理北极附近
B．电暖器是利用电流的磁效应工作的
C．磁感线客观上并不存在，利用磁感线描述磁场的物理方法是建立模型法
D．电动机是利用是电磁感应原理制成的
2．下列四个装置中利用电磁感应现象制成的是（ ）
A．动圈式话筒
B．电动机
C．扬声器
D．电磁继电器
3．下列设备中，根据通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的是（ ）
A．电烙铁 B．直流电动机
C．电磁继电器 D．电暖器
4．如图所示的有关电与磁的说法正确的是（ ）
A． 如图，小磁针偏转说明通电导体在磁场中受力
B． 如图，指南针静止时长柄S极指的是地磁场的北极
C． 如图，由小磁针的指向可判断出电源A端为正极
D． 如图，开关闭合，导体ab上下运动，利用此原理可制成电动机
5．下列装置中应用电磁感应现象原理工作的是（ ）
A．发电机 B．电磁继电器
C．电热器 D．直流电动机
6．如图甲是直流电动机模型，图乙是小明制作的一台简易电动机（线圈左侧轴的漆皮被刮去一半，线圈右侧轴的漆皮被全部刮掉）。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机是利用电磁感应原理工作的装置
B．图乙中刮去一半漆皮的轴与图甲中换向器的作用相同，都是为了改变线圈中的电流方向
C．将图甲中电源的正负极对调，线圈的转动方向不变
D．将图乙中金属支架的高度降低，线圈的转速会加快
7．今年上海世博会上，以“城市让生活更美好”为主题，全方位展示了当今世界的科学发展和技术进步，以下与物理有关的叙述正确的是（ ）
A．高碳动力设备（内燃机）的工作效率均高于电动机
B．电瓶车内的电动机是利用电磁感应原理工作的
C．太阳能电池的发电原理是把太阳能转变为化学能
D．大量使用氢能源可以降低“温室效应”的程度
8．小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小
二、多选题
9．下列利用电流热效应工作的家用电器是
A．电褥子 B．电饭煲 C．跑步机 D．空调
10．电动车的动力来源于其核心部件电动机。有关电动车的下列说法中，正确的是（ ）
A．轮胎用橡胶制成是因为它的绝缘性能好
B．车座呈扁平状是为了减小对人体的压强
C．电动机的工作原理是磁场对电流的作用
D．刹闸减速时是通过增大压力来增大摩擦
三、填空题
11．如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为 （选填“a→b“或“b→a”），ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上；
①请在图中画出此时cd段导线受到的磁场力F2的方向 ；
②保持线框在如图中的水平位置当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向 （选填“竖直向上”、“竖直向下”、“水平向左”或“水平向右”）。
12．如图是自制简易电动机模型．现在主要讨论该简易电动机的制作与操作问题，步骤如下：
（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．问：进行刮漆处理，目的是使引出线能够 ．
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做何尝试 (写出一点即可)
（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是： (写出一点即可)
13．在日常生产和生活中电动机有广泛的应用，如 、 、 等．
14．将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，这时锡箔纸、磁铁、干电池就构成了闭合电路形成电流，电流在锡箔纸上电流的方向是从 （填“A到B”或“B到A”）。由于电流在磁场中会受到 ，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动，其原理与 （填“发电机”或“电动机”）相同。若让滚轮向相反的方向滚动，请说出一种可行的做法 。
15．如图，小华安装的直流电动机模型，图中C为 ，她应将图中 （填写图中字母）接入电路。接通电源后，电动机不转动，写出一条可能的原因 。
16．如图，干电池的底部吸有钕磁铁（其特点是磁性强，磁性受温度影响较大，可导电，电阻不计），一根导线折成图中所示的形状，轻推导线，导线可绕电池持续转动，将磁铁的、极对调，导线框将 ；一段时间后，发现钕磁铁温度升高，导线框转速明显下降，猜想导线框转速下降的原因是 。
四、作图题
17．给你一个直流电动机模型、蓄电池、一个开关、一个滑动变阻器，如图所示，用笔画线代替导线，把它们连接起来(连线不要交叉) ，要求：
(1)组成一个可以改变电动机模型转速的电路；
(2)滑动变阻器滑片向左滑动时，电动机转速加快。
五、实验题
18．利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
（1）应在从M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是 ，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力，理由是 ；
（3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中（如图丙所示），闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动；线圈处于平衡位置时，线圈平面与磁感线 （选填“平行”或“垂直”）；为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。
A．两侧全刮
B．一侧全刮，另一侧刮半周
C．两侧均刮上半周
D．一侧刮上半周，一侧刮下半周
19．如图所示，是某互助小组制作的一台简易电动机，用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。请问：
（1）推一下线圈的原因是： ；在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是： 。
（2）要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案：
① 。
② 。
六、综合题
20．图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，接收太阳能电池板的面积为8m2，太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率为1125W/m2。该车在水平路面上以恒定功率做直线运动的v﹣t图像如图乙所示，在前10s内通过的路程为120m。（取g＝10N/kg）
（1）①在0～10s汽车的平均速度是 ；
②电动机的工作原理是 （填序号）。
A．电流的热效应 B．电流的磁效应
C．电磁感应 D．通电导体在磁场中受到力的作用
（2）如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，则汽车牵引力为多大 ？
（3）若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为40%，则汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是多少 ？
（4）在0～10s内，汽车做 （选填“加速”、“减速”或“匀速”）直线运动。求出汽车在0～10s内牵引力做的功 。
参考答案：
1．C
【详解】A．地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，故A错误；
B．电暖器工作过程中把电能转化为内能，是利用电流的热交谈工作的故B错误；
C．磁场是客观存在的，磁感线客观上并不存在，是为了便于描述磁场而建立的模型，采用了模型法，故C正确；
D．电动机是利用通电导线在磁场中受到力的作用的原理制成的，故D错误。
2．A
【详解】A．动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应现象原理，故A正确；
B．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故B错误；
C．扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理，故C错误；
D．电磁继电器是利用电流效应工作的，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】A．电烙铁利用了电流的热效应，故A不符合题意；
B．直流电动机是根据通电导体在磁场中受力作用的原理制成的，故B符合题意；
C．电磁继电器的核心部件是电磁铁，利用了电流的磁效应，故C不符合题意；
D．电暖器利用了电流的热效应，故D不符合题意。
故选B。
4．B
【详解】A．导线通电时，小磁针发生偏转，这说明小磁针受到的磁场的作用，证实了电流周围存在磁场，故A错误；
B．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向地理南方，即指南的南极用S表示，故长柄所指的方向是地球磁场的北极，故B正确；
C．由图可知，小磁针的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的左端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以A端为负极，B端为正极，故C错误；
D．电动机的工作原理是磁场对电流有力的作用，因此电路中应有电源，结合选项图可知电路中没有电源，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】：A、发电机的前提是线圈在磁场中运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，故该选项符合题意；
B、电磁继电器是利用电磁铁控制电流的开关，电磁铁的工作原理是电流的磁效应；
C、电热器是利用电流的热效应的原理制成的.
D、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；
在电和磁这一部分中，学到了很多电学设备，每个设备的制成原理是经常考查的知识点．要在理解的基础上，记住这些基础知识．
【考点】发电机的构造和原理．
6．D
【详解】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．将图乙中线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，线圈在转动的过程中，电流的方向不变，只有半周有电流，线圈由于具有惯性能持续的转动下去，与图甲的换向器的作用不同，故B错误；
C．将图甲中电源的正负极对调，线图中电流的方向改变，线圈的转动方向改变，故C错误；
D．将图乙中金属支架的高度降低，磁性增强，线圈的转速会加快，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A、高碳动力设备（内燃机）的工作效率要低于电动机，故该选项说法不正确；
B、电瓶车内的电动机是利用磁场对电流作用的原理工作的，该选项说法不正确；
C、太阳能电池的发电原理是把太阳能转变成电能，该选项说法不正确；
D、大量使用氢能源，氢反应后产生的物质是水，不排放二氧化碳，所以可以降低“温室效应”，故D正确；
故选D．
点睛：作为常识要理解热机的效率是比较低的，清楚热机工作中损失的能量都到哪去了：燃料很难完全燃烧、废气带走相当一部分能量、机件的散热损失、克服摩擦做功等，所以热机效率低于电动机的效率．
8．C
【详解】A．接触不良，形成开路，电路中没有电流，形不成通电导体，电动机始终不会工作，故A不符合题意；
B．若是线圈两端的电压太低，即线圈中的电流很小，线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故B不符合题意；
C．平衡位置时电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，但是用手轻轻地碰了一下线圈后，线圈越过平衡位置，就会持续转动，故C符合题意；
D．若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故D不符合题意。
故选C。
9．AB
【详解】A. 电褥子把电能转化成内能，是利用电流热效应工作的家用电器，符合题意，故A正确；
B. 电饭煲把电能转化成内能，是利用了电流的热效应，符合题意，故B正确；
C.跑步机是利用电动机带动工作的，把电能转化为机械能，应用了电流的磁效应，不符合题意，故C错误；
D. 空调是利用电动机带动工作的，把电能转化为机械能，应用了电流的磁效应，不符合题意，故D错误．
故选AB.
10．BCD
【详解】A．电动车的轮胎用橡胶制成是因为它的耐磨性好，柔软，故A错误；
B．车座呈扁平状是为了增大受力面积，减小对人体的压强，故B正确；
C．电动机工作原理是利用通电导体在磁场中受力转动而制成的，即磁场对电流的作用，故C正确；
D．电动车刹闸减速时是通过增大压力来增大摩擦，故D正确。
故选BCD。
【点睛】
11． a→b 竖直向下
【详解】[1]当K与1接通时，电源的左端为正极，根据在电源外部电流方向由正极流向负极可知，ab段导线中电流方向为a→b。
①[2]图中cd的电流的方向是从c到d，与ab的电流方向相反，所以受到的力的方向是竖直向下的，作图如下：
②[3]当K改为与2接通时，ab段导线中的电流方向改变，则受到的力的方向也会发生变化，即竖直向下。
12． 导电（接触良好） ①将线圈捻转一定角度 ②增大电源电压或换一块磁性更强的磁体） 改变电流方向或磁极位置
【详解】（1）漆是绝缘体，刮去以后，线圈中就会有电流，只有当线圈中有电流时，线圈才会受力发生转动，所以刮漆的目的是使线圈能够导电．采用刮漆和使用换向器的目的是相同的，都是为了使线圈能够持续的转动下去，所以这一部位相当于图（甲）中的换向器；
（2）电动机不转动的原因可能是在通电前线圈刚好处于平衡位置，所以可以试着用手拨动一下线圈，看线圈能否转动起来；电动机不转动的原因还有可能是因为线圈受力太小，而造成线圈受力太小的原因可能是线圈中电流太小或磁体磁性较弱，所以应试着增大电源电压或换一块磁性更强的磁体；
（3）通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系，所以要想改变线圈的转动方向，可以采取只改变电流方向或只改变磁场方向．
13． 洗衣机 电风扇 电动自行车
【详解】电动机在许多家用电器上都在使用，例如洗衣机、电风扇、电动自行车等．
【点睛】电动机又称马达，在许多家用电器上都在使用．
14． A到B 力的作用 电动机 见解析
【详解】[1]电流是从电源的正极出发，经过锡纸流回到电源负极，因此由图可知，电流在锡纸上的方向是“A到B”。
[2][3]通过锡箔纸有电流，电流的周围存在磁场，通有电流的干电池在磁铁的磁场中受到力的作用开始运动，所以滚轮立刻开始向前滚动，与电动机的工作原理相同。
[4]通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下。
15． 线圈 F、G 电流太小（磁体的磁性太弱或换向器与电刷之间接触不良等）
【详解】[1]电动机里面有定子和转子，从图中可以看到，A是磁铁，为定子，C是线圈，为转子。
[2]从图中可以看到，F、G是两个接线柱，与电路连接，所以应将图中F、G接入电路。
[3]电动机是利用电流在磁场中受到力而运动的原理制成的，接通电源后，电动机不转动，可能的原因为电流太小，或磁体的磁性太弱，或换向器与电刷之间接触不良等。
16． 反转 温度升高，钕磁铁的磁场减弱，导线框受力减小
【详解】[1][2]因为通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，所以，在电流方向不变时，将钕磁铁的N、S极对调，导线框将反向转动；由题知，钕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，钕磁铁的磁场减弱，导线框受力减小，所以转速会下降。
17．
【详解】实物图连接时，从正极开始依次连接滑动变阻器、电动机、开关、然后回到负极，滑动变阻器连接时要注意，下接线柱要连接在左边，当滑片向左滑动时，电路的电阻减小，电流变大，电动机的转速变大，如图所示：
【点睛】(1)把电源、开关、滑动变阻器、电动机依次连接，滑动变阻器连接时，接线柱要一上一下。
(2)要改变电动机的转速需改变电流的大小，据此解答。
18． 电源 铝棒 竖直向上 不是 两个力不在同一直线上 垂直 BC
【详解】（1）[1]利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在M、N之间应接电源。
[2]探究磁场对电流的作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，所以通电导体不能为磁性材料，则不能选择铁棒进行实验，而应选用轻质的铝棒。
（2）[3][4][5]在乙图中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，因ab段导线中电流方向与cd段导线中电流方向相反，因此ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上。
（3）[6]当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈受到的两个力大小相等、方向相反，都作用在线圈上，所以两个力是一对平衡力，此时线圈处于平衡位置。
[7]为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或两侧均刮上半周；按这两种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈由于惯性能够按原方向持续转动，故BC符合题意，AD不符合题意。
故选BC。
19． 使线圈越过平衡位置 用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮 只改变磁场方向 只改变电流方向
【详解】(1)[1]当线圈在平衡位置，由于没有电流通过，故要人工转动下，越过平衡位置后，线圈就受到了磁场的力的作用而转动下去。
[2]在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是：用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮来改变通入线圈的电流方向。
(2)[3][4]影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向。故要使线圈的转动方向发生改变，只要改变其中一个因素即可。
20． 12m/s D 240N 15m/s 加速 3.6×104J
【详解】（1）[1]在0～10s汽车的平均速度是
[2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能。
故选D。
（2）[3]由题可知汽车的质量为
m＝1.2t＝1.2×103kg
汽车所受的重力为
G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N
汽车所受阻力为
f＝0.02G＝0.02×1.2×104N＝240N
因为汽车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力
F＝f＝240N
（3）[4]由题可知，太阳照射在地面的辐射总功率为
P总＝1125W/m2×8m2＝9000W
汽车获得的机械功率为
P机＝ηP总＝40%×9000W＝3600W
由
可得，汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是
（4）[5]由图乙可知，在0～10s内，速度不断变大，汽车做加速直线运动。
[6]由（3）可知，汽车的恒定功率为P机＝3600W，汽车在0～10s内牵引力做的功为
W＝P机t＝3600W×10s＝3.6×104J
