第4章电动机与发电机

九年级物理下册《第十七章电动机与发电机》单元检测卷及答案(沪粤版)一、填空题(每空2分,共30分)1.英国物理学家在1831年发现了电磁感应现象,由此发明了(选填“发电机”或“电动机”),开创了电气时代的新纪元.2.在节能技术上,高铁动车组采用了再生制动方式:动车到站前先停止供电,由于惯性,动车会继续向前运行,电机线圈随车轮转动并在磁场中切割产生感应电流,将能转化为电能储存起来.3.如图所示的简易教具,螺丝尖与电池正极相连,下部紧贴在一柱形强磁铁上,当用一根导线分别与电池负极及强磁铁相碰时,螺丝将发生高速旋转,据此判断螺丝是由(选填“导体”或“绝缘体”)材料制成的,螺丝运动时将能转化为机械能.第3题图第4题图4.如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图.当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜(选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动.音圈之所以运动,是由于磁场对有力的作用.5.某学习小组拆开一个废弃的电流表看到它的结构如图所示,线圈与接线柱相连.研究发现:当通以图示方向的电流时,线圈带动指针向右偏转.请你猜想:当通以相反方向的电流时,电流表指针将向(选填“左”或“右”)偏转,你猜想的依据是.6.通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向,这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向,如图甲所示.请你判断:图乙中的线圈是(选填“顺时针”或“逆时针”)转动的.甲乙7.如图甲是小明设计的发电装置,它由一个永磁铁(磁感线分布如图乙所示)和一个套在永磁铁槽中的线圈组成,外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线方向做往复运动,此时便有电流通过小灯泡.该装置是利用原理制成的,小灯泡中流过的电流是(选填“直流电”或“交流电”).甲乙8.如图所示,当金属棒AB在磁场中水平向左运动时,会发生的现象有:①;②.二、选择题(每小题3分,共24分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)9.下列用电器使用了电动机的是( )A.电风扇B.电水壶C.台灯D.手电筒10.如图所示的手摇发电机跟灯泡连接,使线圈在磁场中转动,灯泡发光.要使灯泡变亮,下列方法可行的是( )A.对调发电机磁铁的磁极B.改变线圈转动的方向C.增大线圈的转速D.减弱磁场的磁性11.如图所示,两位同学沿东西方向站在两边,握住导线像摇跳绳一样迅速摇动这条导线,这时可以看到灵敏电流表的指针发生了偏转.关于这一过程中所发生的现象,下列说法中正确的是( )A.这一过程与电动机的工作原理相似B.这一现象可以说明地球周围存在磁场C.这一现象历史上最早是由奥斯特发现的D.这一过程中电能转化为其他形式的能12.如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体棒ab放在U形磁铁中央,ab两端连接着导线,在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究.有下列两种说法:(1)接入灵敏电流表可探究电磁感应现象,与发电机原理相同;(2)接入电源可探究通电导体在磁场中是否受力,与电动机原理相同.则()A.只有(1)正确B.只有(2)正确C.(1)(2)都正确D.(1)(2)都错误第12题图第13题图13.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示,铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,圆盘旋转时,电路中有感应电流产生.下列说法不正确．．．的是()A.若圆盘转动方向不变,转速发生变化,则电流方向可能发生变化B.若圆盘转动方向发生改变,磁场方向不变,则电流的方向一定改变C.若磁场方向改为竖直向下,圆盘转动方向不变,则电流的方向一定改变D.若圆盘转动方向及转速发生改变,且磁场方向改为竖直向下,电流的方向一定不变14.如图为直流电动机的工作原理图.以下相关分析中正确的是( )A.将电源和磁体的两极同时对调,线圈会反方向转动B.电动机换向器的作用是改变线圈转动方向C.电动机工作过程中,线圈中也产生感应电流D.电动机工作过程中,线圈中的电流方向保持不变15.(多选)如图所示是一款带滚轮的书包,其内部没装电池,但拖动书包使轮子滚动时,嵌在轮子里的LED灯会发光.下列选项中能反映此现象原理的是( )16.(多选)如图所示为几种电磁现象和应用,其中对应关系正确的是( )A BC D三、实验探究题(共46分)17.(6分)小赵利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”.(1)如图所示,a、b两接线柱间应接入的器材是.A.电源B.灵敏电流表C.滑动变阻器D.开关(2)要使感应电流的方向发生改变,可采取的具体措施是.A.使用磁性更强的磁体B.保持磁体静止,只改变导体竖直运动的方向C.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向D.改变磁极方向,同时改变导体水平运动的方向(3)实验发现导体左右运动的速度越快,感应电流越大,这说明感应电流的大小与有关.18.(14分)“在观察磁场对通电导体的作用”活动中,小敏按照如图所示组装了实验器材.(1)为完成该观察活动且使实验效果明显,放在蹄形磁铁磁场中的导体EF应选择下列哪种金属棒.(金属棒为实心且形状、体积相同,ρ铜>ρ铁=ρ钢>ρ铝,其电阻均很小,可忽略不计)A.铁棒B.钢棒C.铜棒D.铝棒(2)选择恰当的导体后,将滑动变阻器的滑片移动到适当位置.闭合开关,看到导体EF向右运动,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)将滑动变阻器的滑片向(选填“左”或“右”)端移动,发现导体EF向右运动且摆动的幅度更大,这说明磁场对通电导体作用力的大小与有关.(4)若要使导体EF向左运动,可采取的方法是.(写出一种即可)(5)若想用上述器材研究电磁感应现象,闭合开关前,应将电路中的电源换成(选填“小灯泡”“电压表”或“灵敏电流表”),同时将滑动变阻器的滑片移动到最(选填“左”或“右”)端,再闭合开关,让导体EF在磁场中做切割磁感线运动,观察实验现象.19.(8分)如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型,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,并用小刀刮去轴一端的全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,将线圈放在支架上,蹄形磁铁放在线圈周围.(1)按他们这种方法刮漆,线圈在平衡位置附近时会(选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”),目的是使线圈能够.(2)可以通过改变方向,改变线圈的转动方向.(填一种方法即可)(3)如果电池、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,这时可做的有效尝试有.(填一种方法即可)20.(8分)学习了电磁的相关知识后,某兴趣小组的同学猜想:既然电流周围存在着磁场,那么两根互相靠近的通电导线之间会相互吸引或排斥.他们将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图甲所示),然后依次通入如图乙、丙、丁所示的电流,通过反复实验证实了他们的猜想.请你根据图中的实验现象回答问题.甲乙丙丁戊(1)平行放置的两根通电导线之间的作用力的特点:①当两根导线中的电流方向相同时,两根导线相互;②当两根导线中的电流方向相反时,两根导线相互.(2)分析图,可以探究两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系.(3)如图戊所示,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,所围面积不变21.(10分)如图是科技小组的同学制作的“电能无线传输”装置的示意图.图中送电线圈利用电流产生磁场,受电线圈利用磁场产生电流.受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流,使灯泡发光,实现电能的无线传输.(1)送电线圈是利用电流的效应工作的,与受电线圈产生电流的原理相同的是(选填“电动机”或“发电机”).(2)受电线圈中电流大小可以通过灯泡来反映.(3)该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素,猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关.通过查阅资料,他们了解到受电线圈两端电压与线圈匝数的关系.接着,他们用相同材质的漆包线绕制了多个匝数相同但直径不同的受电线圈,对其余两个猜想进行探究.实验数据如下表.(送电线圈直径为70.0 mm)实验次数受电线圈的直径D/mm两线圈之间的距离d/mm受电线圈两端的电压U/V170.022.08.6270.011.014.1370.0 5.520.54145.0 5.510.35105.0 5.516.9645.0 5.513.9732.0 5.5 5.4①分析三次实验数据可初步得出结论:在受电线圈的直径和匝数相同时,两线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大;②分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论:在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下,受电线圈直径增大时,其两端电压.(4)通过实验,小组同学发现电能无线传输存在传输距离的缺点.参考答案1.【答案】法拉第发电机2.【答案】磁感线机械3.【答案】导体电4.【答案】左右往复通电导体5.【答案】左线圈在磁场中的受力方向与电流方向有关6.【答案】顺时针7.【答案】电磁感应交流电8.①L吸引铁块,使弹簧伸长②线圈abcd发生转动(或小磁针发生转动,合理即可)9.【答案】A 10.【答案】C 11.【答案】B 12.【答案】C13.【答案】A 14.【答案】C 15.【答案】AD 16.【答案】AB17.【答案】(1)B (2)C (3)导体切割磁感线的速度大小18.【答案】(1)D (2)电动机(3)右电流的大小(4)改变电流方向(或改变磁场方向) (5)灵敏电流表右19.【答案】(1)切断线圈中的电流持续转动(2)电流(或磁场) (3)增大电路中的电流(或换用磁场更强的磁铁)20.【答案】(1)吸引排斥(2)丙、丁(3)B21.【答案】(1)磁(1分) 发电机(2)亮度(或两端的电压大小)(3)①1、2、3(1分) ②先增大后减小(4)小。

电工电子第4章习题答案_完整）思考题与习题参考答案 4-1 欲将发电机的三相绕组连成星形时,如果误将U2，V1，W2连成一点(中性点)，是否也可以产生对称三线电压？答：不是。

4-2 当发电机的三相绕组连成星形时，设线电压，试写出相电压ｕl 的三角函数。

答： 4-3 什么是三相负载、单相负载和单相负载的三相连接？相交流电动机有三根电源线接到电源的Ll，L2，L3三端．称为三相负载，电灯有两根电源线，为什么不称为两相负载？而称单相负载？答：三相负载是指由三相电源所带的负载，单相负载时指由单相电源带的负载，负载的三相连接是指将单向负载按照特定的连接方式连接成适合三相电路的负载连接形式。

电灯被称为单相负载是因为带动电灯工作的电源只需要一个就可以了。

4-6 为什么电灯开关—定要接在相线(火线)上？答：开关接在火线上才能在开关打开的时候保证每相电源所在回路断开。

4-8 有一次某楼电灯发生故障，第二层和第三层楼的所有电灯突然都暗淡下来，而第一层楼的电灯亮度未变，试问这是什么原因，这楼的电灯是如何连接的?同时又发现第三层楼的电灯比第二层楼的还要暗些.这又是什么原因?画出电路图。

(1)本系统供电线路图A P ´ B C N 三层二层一层–+ (2) 当P处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，所以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变。

(3) 因为三楼灯多于二楼灯即 R34-9有一台三相发电机，其绕组接成星形，每相额定电压为220V。

在一次试验时，用电压表量得相电压V，而线电压则为V，V试问这种现象是如何造成的？答：12相间有短路。

4-10 在图4-29所示的电路中，三相四线制电源电压为380／220V，接有对称星形联结的白炽灯负载，其总功率为180W。

此外，在L3相上接有额定电压为220V，功率为40W，功率因数的日光灯一支。

试求电流，，及。

设V。

答：图4-29 图4-30 =++ 4-11 图4-30是两相异步电动机的电源分相电路，O是铁心线圈的中心抽头。

直流电动机和发电机的比较学习苏科版九年级物理第十六章《电磁转换》以后，很多同学经常把发电机和电动机搞混淆。

由于两者的构造大致相同、元件的连接方式基本相同，同时都受磁场方向的影响，确实容易让人混乱，但只要对它们加以比较，不难发现它们的异同。

一、两者相同点。

1、构造相同。

都由线圈、磁铁、换向器、电刷组成。

2、元件连接方式相同。

各元件均以串联方式组成电路。

3、都受磁场方向影响。

发电机中产生的电流方向与磁场方向有关；电动机中线圈受力方向与磁场方向有关。

二、两者不同点。

1、原理不同。

发电机依据电磁感应现象制成；电动机根据通电导体在磁场中受力运动原理制成。

下面就这个不同点看一道例题。

例1.如图所示的4幅图中，能反映出电动机工作原理的是（）分析：仔细分析四个选项后会发现其中A、B、D选项电路中的电流时由于导体切割磁感线而产生的，即先有“切割运动”再有“电流”，这三个选项反应了发电机的工作原理。

而电动机工作时是先有电源提供的“电流”，然后磁场对“电流”产生力的作用使导体运动，选项C符合这种情况。

本题选C。

小结：通过例题分析不难发现，电动机和发电机原理上的主要区别在于“电流”出现的先后上。

先出现“电流”（电源）的为电动机，“切割”后才出现电流的为发电机。

所以在初中习题中，判断发电机还是电动机原理图时，我们可以根据“有电源的是电动机，没电源的是发电机”这句话来快速下结论。

2、判断方法不同。

发电机中电流方向是根据磁场方向和切割磁感线的运动方向来判断；电动机中导体受力运动方向是根据磁场方向和电流方向来判断。

我们做对这类题目的关键是熟记“通电导体在磁场中的受力方向和磁场方向以及电流方向有关”、“感应电流方向和磁场方向以及切割磁感线的运动方向有关”两个结论，掌握好“参照判定法”即根据题目已知的方向（参照方向）来判定变化后的方向。

下面就这个问题看两道例题。

例2、在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。

电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (6)第三章直流电机原理 (12)第四章直流电机拖动基础 (14)第五章变压器 (29)第六章交流电机的旋转磁场理论 (43)第七章异步电机原理 (44)第八章同步电机原理 (51)第九章交流电机拖动基础 (61)第十章电力拖动系统电动机的选择 (73)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。

答：电与磁存在三个基本关系，分别是（1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势。

感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 tΦN e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。

（2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，而让导体在磁场中运动，这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。

这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出Blv e =而感应电动势的方向由右手定则确定。

（3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体，则会在载流导体上产生一个电磁力。

载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关，当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比，即Bli F =电磁力的方向可由左手定则确定。

1-2 通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁阻），请列表说明。

答：磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。

而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路，也可以说电路是电流所流经的路径。

磁路与电路之间有许多相似性，两者所遵循的基本定律相似，即KCL：在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束；KVL：在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律；另外，磁路与电路都有各自的欧姆定律。

第四章 三相异步电动机一、 填空（每空1分）1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。

答 s :s)(1:1-2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。

答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。

答 1， σσ21X X '+4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ，2cos ϕ ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。

答 1，很大，很小，小一些，不大5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。

当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。

答 0.02，1Hz ， 720r/min ，2Hz6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。

答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。

答 电动机， 发电机，电磁制动8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。

答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。

答 大，同步电机为双边励磁10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。