《2025年新课程学习与测评同步学习九年级物理全一册沪粤版》

例 2 图 17 - 1 - 4 为直流电动机的示意图,线圈 $abcd$ 处于向右的磁场中,两个彼此绝缘的铜半圆环 $E$ 和 $F$ 跟线圈两端相连,可随线圈一起转动；$A$ 和 $B$ 是电刷,它们分别跟两个半圆环接触,使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置,电流沿 $dcba$ 流过线圈,$dc$ 边受到磁场的作用力向下,则(D)。

A.线圈在图示位置时,$ab$ 边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过 $180^{\circ}$ 时,电流沿 $dcba$ 流过线圈
C.线圈由图示位置转过 $180^{\circ}$ 时,$dc$ 边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过 $180^{\circ}$ 时,$ab$ 边受到磁场的作用力向下
小锦囊 直流电动机工作时,依靠换向器(两个铜半圆环)与电刷的配合,线圈每转过一周,线圈中的电流方向就改变两次,但外部电路的电流方向始终不变(由直流电源的正负极位置决定)。

答案： D 【解析】在图示位置时,电流沿dcba流过线圈,则ab边与dc边的电流方向相反,而磁场方向不变,则ad边受到磁场的作用力方向与bc边的相反,即向上,故A错误。线圈由图示位置转过180°时,ab边转到右侧,dc边转到左侧,电流沿abcd流过线圈,ab边和dc边此时的电流方向与它们在图示位置时的电流方向相反,而磁场方向不变,则dc边受到磁场的作用力向上,ab边受到磁场的作用力向下,故B、C错误,D正确。

2. 图 17 - 1 - 5 是直流电动机的工作原理图。线圈所在的位置是(选填“是”或“不是”)平衡位置,由图中 $C$、$D$ 组成的装置叫做换向器,它的作用是在线圈刚转过(选填“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,及时改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。

答案： 是 换向器 刚转过 【解析】当线圈刚转过平衡位置时,如果没有换向器改变线圈中的电流方向,则线圈的受力方向与转动方向相反,导致线圈不能持续转动。

1. 某地马拉松比赛使用“机器兔”(图 17 - 1 - 6)担任配速员,“机器兔”内部电动机的工作原理是(D)。

A.电流的热效应
B.电流的磁效应
C.磁极的相互作用
D.通电导体在磁场中受到力的作用

答案： D

2. 下列家用电器与电动机工作原理相同的是(B)。

A.电饭锅
B.电风扇
C.手电筒
D.电视机

答案： B

3. 如图 17 - 1 - 7 所示,闭合开关后导体棒 $ab$ 向右运动。下列操作能使导体棒 $ab$ 向左运动的是(C)。

A.将导体棒的 $a$、$b$ 端对调
B.增加一节干电池
C.将磁体的 $N$、$S$ 极对调
D.向左移动滑动变阻器的滑片

答案： C

4. 如下页图 17 - 1 - 8 所示,将矩形铜线圈 $ACDF$ 上的 $B$、$E$ 两点接入电路并放入磁场中,$AB$、$BC$、$ED$ 和 $FE$ 段都受到磁场的作用力,则在磁场中受力的方向相同的是(B)。

A.$AB$ 段与 $BC$ 段
B.$AB$ 段与 $ED$ 段
C.$BC$ 段与 $ED$ 段
D.$ED$ 段与 $FE$ 段

答案： B 【解析】磁场方向一定,若导体中的电流方向相同,则导体所受磁场力的方向相同。线圈BAFE段和BCDE段并联在电源上,则AB段中的电流向下、EF段中的电流向上、CB段中的电流向上、DE段中的电流向下。