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第4节 机电动
第2课时 装配直流电动机模型
基础聚焦
1.安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（ ）
A.将磁体的N、S极对调 B.将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C.改变磁性强弱 D.改变磁性强弱和电流大小
2.为了保证直流电动机朝一个方向转动，能自动完成这一任务的是（ ）
A.继电器 B.电刷 C. 变阻器 D.换向器
3.如图所示为直流电动机的工作原理，下列相关分析中正确的是（ ）
A.将电源两极对调，线圈转动方向不变
B.电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变4次
C.将电源两极和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变
D.电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好
4.聪聪同学自己动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他轻微拨了一下线圈后，电动机就快速转了起来，造成这一情况的原因可能是（ ）
A.电源电压太低 B.电刷接触不良
C.电源正、负极接反了 D.开始时，线圈处于平衡位置
5.关于直流电动机，同学们有不同的看法，你认为下列看法正确的是（ ）
A.方方：直流电动机是利用电磁铁的原理制成的
B.圆圆：直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
C.茹茹：直流电动机实现了机械能转化为电能
D.贝贝：直流电动机的换向器是用来改变磁场方向的
6.如图所示，把一个线圈放在磁场里，连接电源，让电流通过线圈，下列关于线圈运动情况的说法正确的是（ ）
A.线圈将向上平移 B.线圈将向右平移
C.线圈将持续转动 D.线圈将转动，但不能持续，最后会停在某一位置
7.根据所学知识，完成表格：
实验过程 实验现象
转向 转速
只改变磁场方向 改变 —
只改变电流方向 改变 —
同时改变磁场方向和电流方向 不变 —
只改变磁体磁性强弱 不变 磁性增强转速变 ，磁性减弱转速变 。
只改变电流大小 不变 电流 转速变快，电流 转速变慢
思维拓展
8.如图所示是同学们安装的直流电动机模型。
（1）在某次安装直流电动机模型的活动中，小金、小星各自把安装好的电动机接入电路，闭合开关后发现线圈均不转动的原因是 ；若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则他的线圈不转的原因是 。
（2）线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下，观察到线圈转动的 发生变化；若改变线圈中的电流大小，观察到线圈转动的 发生变化。
（3）许多家用电器用到电动机，请你列举一种装有电动机的家用电器的名称： 。
9.某直流电动机模型不能正常运转，小科认为可能是由于①磁体的磁性太弱、②换向器与电刷接触不良、③电压不足、④线圈匝数不够造成的，试说明他应该如何排除这些故障。
10.为了探究电动机为什么会转动，方方组装了一台如图甲所示的直流电动机模型，然后给电动机串联一个电流表，并接入电路中，闭合开关，发现电动机不转。为了查找不转的原因，他做了如下尝试：①查看电流表，指针偏转明显，甚至比旁边正在转动的电动机电路的电流还大；②检查磁铁，磁极放置正确，拆下磁铁，检查磁铁的磁性也没问题。请回答下列问题：
甲 乙
（1）该电动机不转的原因可能是 （写出一条即可）。
（2）排除故障后，电动机能正常转动，方方想改变电动机的转向，他可以采取的措施有 ____________________________________________________________________（写出一条即可）。
（3）同班的小江同学组装时发现少了一块磁铁，于是用蹄形磁铁组装成了一台如图乙所示的直流电动机模型。该电动机经检查其他都正常，接入电路后闭合开关，它能转动吗？为什么？ 。
11.如图甲所示是探究磁场对电流的作用的实验电路。
（1）开关闭合后，线圈 （选填“能”或“不能”）转动，但 （选填“能”或“不能”）持续转动。为了解决这一问题，小轩同学利用漆包线绕制的多匝线圈设计了如图乙的实验装置，小轩在刮去线圈两端的绝缘漆时注意到，轴的一端漆皮要 ，另一端漆皮只刮去 。
（2）如果小轩想调节线圈转速大小，他可以采取的措施是 或 。
创新应用
12.电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到 ，使线圈转动起来。
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。
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第4节 机电动
第2课时 装配直流电动机模型
基础聚焦
1.安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（▲）
A.将磁体的N、S极对调 B.将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C.改变磁性强弱 D.改变磁性强弱和电流大小
【答案】A
【解析】电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，要想改变电动机的转动方向，可改变磁场方向或线圈中电流的方向，二者只能改变其中之一。
【分析】本题的解题关键是知道电动机转动方向的影响因素，二者只能改变其一，不能同时改变。
【详解】AB.要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变，故A正确，B错误；CD.电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故CD错误。故选A。
2.为了保证直流电动机朝一个方向转动，能自动完成这一任务的是（▲）
A.继电器 B.电刷 C. 变阻器 D.换向器
【答案】D
【解析】直流电动机是根据通电导线在磁场中受力转动的原理制成的，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。
【分析】知道电动机转动方向与电流方向、磁场方向的关系以及使线圈持续转动的方法是本题的解题关键。
【详解】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，为了使线圈能持续的转动下去，在输入电流时利用换向器来改变线圈中的电流方向，从而改变它两边的受力方向，即促使线圈连续转动。故选D。
3.如图所示为直流电动机的工作原理，下列相关分析中正确的是（▲）
A.将电源两极对调，线圈转动方向不变
B.电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变4次
C.将电源两极和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变
D.电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好
【答案】C
【解析】【分析】【详解】略
4.聪聪同学自己动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他轻微拨了一下线圈后，电动机就快速转了起来，造成这一情况的原因可能是（▲）
A.电源电压太低 B.电刷接触不良
C.电源正、负极接反了 D.开始时，线圈处于平衡位置
【答案】D
【解析】平衡位置是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，只要越过平衡位置后，产生电流，便可以转动了。
【分析】本题考查学生对电动机原理的理解程度。
【详解】当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动。A、B两个选项电动机始终不会转动。C选项中的电动机不会停止。故选D。
5.关于直流电动机，同学们有不同的看法，你认为下列看法正确的是（▲）
A.方方：直流电动机是利用电磁铁的原理制成的
B.圆圆：直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
C.茹茹：直流电动机实现了机械能转化为电能
D.贝贝：直流电动机的换向器是用来改变磁场方向的
【答案】B
【解析】解答本题需要了解电动机的原理、电动机工作的能量转化、换向器的作用、受力方向与电流方向和磁场方向的关系。
【分析】本题综合考查了电动机的相关知识，要记住。注意区别电动机和发电机的原理。
【详解】A、电动机是根据通电线圈在磁场中受力而发生转动的原理制成的，故A错误；B、电动机是根据通电线圈在磁场中受力而发生转动的原理制成的，故B正确；C、电动机工作时，消耗了电能，获得了机械能，将电能转化为机械能，故C错误；D、换向器是当线圈刚转过平衡位置时及时改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能持续转动下去，故D错误。故选B。
6.如图所示，把一个线圈放在磁场里，连接电源，让电流通过线圈，下列关于线圈运动情况的说法正确的是（▲）
A.线圈将向上平移 B.线圈将向右平移
C.线圈将持续转动 D.线圈将转动，但不能持续，最后会停在某一位置
【答案】D
【解析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与电流方向、磁场方向有关，据此分析。
【分析】本题考查电动机的有关问题，电动机受力方向的转变为理解电动机的难点，在学习时要用受力方向去理解它。体会平衡位置的含义。
【详解】如图：通电线圈ab边电流方向有a到b,ab边受力方向向上；cd边电流由c到d,cd边受力方向向下。所以线圈会绕轴线转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时ab边与cd边受力平衡，所以线圈不能连续转动，最后会停在某一位置。故选：D。
7.根据所学知识，完成表格：
实验过程 实验现象
转向 转速
只改变磁场方向 改变 —
只改变电流方向 改变 —
同时改变磁场方向和电流方向 不变 —
只改变磁体磁性强弱 不变 磁性增强转速变 ▲ ，磁性减弱转速变 ▲ 。
只改变电流大小 不变 电流 ▲ 转速变快，电流 ▲ 转速变慢
【答案】不变 不变 不变 快 慢 增大 减小
【解析】【分析】【详解】略
思维拓展
8.如图所示是同学们安装的直流电动机模型。
（1）在某次安装直流电动机模型的活动中，小金、小星各自把安装好的电动机接入电路，闭合开关后发现线圈均不转动的原因是 ▲ ；若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则他的线圈不转的原因是 ▲ 。
（2）线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下，观察到线圈转动的 ▲ 发生变化；若改变线圈中的电流大小，观察到线圈转动的 ▲ 发生变化。
（3）许多家用电器用到电动机，请你列举一种装有电动机的家用电器的名称： ▲ 。
【答案】（1）换向器与电刷接触不良（或摩擦过大） 磁铁磁性太弱 （2）方向 速度
（3）电风扇（或洗衣机等）
【解析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它的转动方向与磁场方向和电流方向有关；它的转动速度与磁场的强弱和电流的大小有关；有时通电后电动机不转动，其原因主要有以下几个方面：电动机轴因为生锈而被卡住；线路接触不良，电路中无电流；电压电压过低，电路中电流太小；磁铁磁性太弱，磁场对通电线圈的力太小；线圈处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用。
【分析】本题是一道关于直流电动机的综合题，在解题时要认真分析，找准每一个空所对应的知识点。
【详解】（1）闭合开关线圈均不转。若小金用手轻轻把电刷（铜片）弯曲一下，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是换向器与电刷接触不良（或摩擦过大）；若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是磁铁磁性太弱。（2）直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关；线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下，观察到线圈转动的方向发生变化；若改变线圈中的电流大小，观察到线圈转动的速度发生变化。（3）许多家用电器用到电动机，日常家电中装有电动机的有：电风扇（或洗衣机等）。
故答案为：（1）换向器与电刷接触不良（或摩擦过大） 磁铁磁性太弱 （2）方向 速度
（3）电风扇（或洗衣机等）。
9.某直流电动机模型不能正常运转，小科认为可能是由于①磁体的磁性太弱、②换向器与电刷接触不良、③电压不足、④线圈匝数不够造成的，试说明他应该如何排除这些故障。
【答案】 ①磁体的磁性太弱应换磁性更强的磁体；②换向器与电刷接触不良则应将电刷与换向器之间的压力调大些，使两者合理接触；③电压不足，增加电池数或者其他增大电压的方式；④线圈匝数不够则增加线圈匝数。
【解析】【分析】【详解】 略
10.为了探究电动机为什么会转动，方方组装了一台如图甲所示的直流电动机模型，然后给电动机串联一个电流表，并接入电路中，闭合开关，发现电动机不转。为了查找不转的原因，他做了如下尝试：①查看电流表，指针偏转明显，甚至比旁边正在转动的电动机电路的电流还大；②检查磁铁，磁极放置正确，拆下磁铁，检查磁铁的磁性也没问题。请回答下列问题：
甲 乙
（1）该电动机不转的原因可能是 ▲ （写出一条即可）。
（2）排除故障后，电动机能正常转动，方方想改变电动机的转向，他可以采取的措施有 ▲ （写出一条即可）。
（3）同班的小江同学组装时发现少了一块磁铁，于是用蹄形磁铁组装成了一台如图乙所示的直流电动机模型。该电动机经检查其他都正常，接入电路后闭合开关，它能转动吗？为什么？ ▲ 。
【答案】（1）线圈恰好静止在平衡位置 （2）改变线圈中电流的方向
（3）能 一块蹄形磁铁也能提供磁场
【解析】【分析】【详解】（1）芳芳组装的小电动机，磁铁完好且安装正确，闭合开关后有较大的电流通过电动机，但电动机不能转动，原因可能是：线圈恰好静止在平衡位置。（2）电动机转动的方向与电流的方向和磁场方向都有关，若只改变电流方向，磁场方向不变，电动机转动的方向会发生改变。（3）小江同学组装的直流电动机模型，经检查少了一块磁铁，于是他用了一块蹄形磁铁组装了一台如图乙所示的直流电动机模型，因为蹄形磁铁也能提供磁场。
故答案为：（1）线圈恰好静止在平衡位置 （2）改变线圈中电流的方向
（3）能 一块蹄形磁铁也能提供磁场
11.如图甲所示是探究磁场对电流的作用的实验电路。
（1）开关闭合后，线圈 ▲ （选填“能”或“不能”）转动，但 ▲ （选填“能”或“不能”）持续转动。为了解决这一问题，小轩同学利用漆包线绕制的多匝线圈设计了如图乙的实验装置，小轩在刮去线圈两端的绝缘漆时注意到，轴的一端漆皮要 ▲ ，另一端漆皮只刮去 ▲ 。
（2）如果小轩想调节线圈转速大小，他可以采取的措施是 ▲ 或 ▲ 。
【答案】（1）能 不能 全部刮去 半周（或一半） （2）改变电流大小 改变磁场强弱
【解析】【分析】【详解】（1）开关闭合后，线圈平面与磁感线平行，受到的力正好可以使线圈转动，但转动到线圈平面与磁感线垂直时，线圈受到的力为平衡力，当转过这个位置时，线圈受到的力正好使线圈沿相反的方向转动，因此线圈不能持续转动。为了解决这一问题，可以使线圈转过平衡位置后，线圈中没有电流通过，线圈不受力的作用，可利用惯性继续转动下去，因此应该将轴的一端漆皮全部刮去，另一端漆皮只刮去一半。（2）因为通过线圈电流的大小和磁场的强弱影响线圈的转速，所以要想调节线圈转速大小，他可以采取的措施是改变线圈中电流大小或改变磁场强弱。
创新应用
12.电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到 ▲ ，使线圈转动起来。
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 ▲ 来实现倒车。
【答案】（1）力的作用 （2）电流的方向
【解析】（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）通电导体在磁场中受到的磁场力的方向与电流方向和磁场方向有关。
【分析】本题考查了电动机的工作原理、磁场力的影响因素，属于基础题。
【详解】（1）将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd在磁场中受到磁力的作用，ab、cd的受力方向相反，使得线圈转动起来；（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，磁场的方向不变，只要按下倒车开关就能改变线圈中电流的方向，从而改变磁场力的方向，来实现倒车。故答案为：（1）力的作用 （2）电流的方向
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