1.4 电动机
1．通电线圈在磁场中会转动，但摆动几下后停在某一位置，这个位置是(B)
A. 不受磁场力的位置
B. 受平衡力的位置
C. 电路中无电流的位置
D. 线圈所在平面与磁感线平行的位置
(第2题)
2．一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到蹄形磁体中间，惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是(D)
A. 灯丝晃动是一种电流的磁现象
B. 灯丝晃动时受力平衡
C. 灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D. 灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
(第3题)
3．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。现要使线圈逆时针转动，下列方法中可行的是(B)
A. 只改变电流大小
B. 只改变电流方向
C. 对换磁极同时改变电流方向
D. 换用磁性更强的磁铁
4．如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是(D)
A. 该电流表是利用电磁感应原理工作的
B. 线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C. 改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D. 线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
5．一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示。现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下四次操作：
①a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是(D)
A. ①和③ B. ②和④
C. ①和④ D. ②和③
6．小敏发现教室的投影幕布有一个开关，通过其转换可以使幕布上升或下降。请教老师后得知，电动机的旋转方向会随电流方向的改变而改变。于是她用单刀双掷开关及其他元件设计了如图所示的电路，其中能通过开关的转换而改变电动机旋转方向的是(C)
7．1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡(灯丝由竹丝炭化后制成)。
(第7题)
(1)如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了磁力的作用。
(2)要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，可以改变电流(或磁场)方向。
8．1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小柯制作了一个电磁炮模型，其原理如图所示。螺线管通电后，在磁力作用下，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。
(1)小柯想要增强电磁炮中螺线管的磁场，下列方法可行的是AC(填字母)。
A. 增加螺线管的线圈匝数
B. 改变线圈中的电流方向
C. 增大通过螺线管的电流
(2)由图可知，铁制撞针在通电螺线管内被磁化，接触炮弹的一端为S极(填“N”或“S”)。
(3)图中炮弹外壳最不可能使用的金属材质是B。
A. 钛 B. 钢
C. 铜 D. 铝
(第9题)
9．某校科学活动课上，小莉和小强各自用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池分别成功做出了各自简易的电动机，如图甲、乙所示。在他俩的展示过程中，细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的，由此小敏提出以下猜想：
A. 是小莉和小强做的铜线框的形状不同造成的。
B. 是贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
请你从以上猜想中，选择一个你认为合理的猜想，并写出简要的实验验证方法。
【解析】 B。验证方法：①按图甲组装，观察铜线框的转动方向；②改变图甲中强磁铁的极性，保持铜线框的形状不变，观察铜线框的转动方向。若铜线框反向转动，说明猜想B正确。
(第10题)
10．如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力(A)
A. 方向向下
B. 方向向上
C. 为零，因为电源反接
D. 为零，因为电路一定是开路
【解析】 如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，磁场方向不变，导体中电流方向相反，则ab段导线受磁场力方向相反，即向下。
11．如图所示是小明制作的一台简易电动机。
(
甲 乙
（第11题）
(1)电动机的线圈绕制好后，小明将线圈左端引出线的绝缘漆刮掉一半，右端引出的绝缘漆全部刮掉，他这样做的目的是使线圈通电时能够使线圈在转动过程中半周没有电流。
(2)开关闭合后，电动机不转，用手轻推一下线圈，线圈就转动起来，则开始时线圈不转的原因是线圈平面刚好处于平衡位置。
(3)要想改变线圈的转动方向，小明可采取的措施是改变电流方向、改变磁场方向(写出两点)。
(4)小明还想设计一个能调节电动机转速的装置，请在图乙的方框内画出实验电路图(电动机符号用表示)。
【解析】 (1)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁力的作用，此时线圈利用惯性转动。(2)线圈平面与磁感线垂直时，线圈受力平衡，线圈就不会转动，用手拨动线圈，使线圈偏离平衡位置，线圈因受力而转动，因此线圈不转的原因是启动时线圈平面刚好处于平衡位置。(3)要改变线圈的转动方向，应改变线圈在磁场中的受力方向，故应改变电流方向或磁场方向。(4)要想控制线圈的转速，可以控制电流的大小来实现，故可以接入一个滑动变阻器，将滑动变阻器与电机串联即可起到控制线圈转速的作用。
分组实验：装配直流电动机模型
1．电动机的工作原理是(C)
A. 电磁感应
B. 电流周围存在磁场
C. 磁场对通电导线的作用
D. 同名磁极互相排斥
2．小明学习电动机的知识后，设计了直流电动机模型，并将其接入如图所示的电路中，若他想增大电动机的转速，
(第2题)
则可以(B)
A. 将滑动变阻器的滑片往右移
B. 将滑动变阻器的滑片往左移
C. 断开开关
D. 改变电源正、负极
3．在装配直流电动机模型时，下列做法错误的是(D)
A. 交换电源正、负极，可以改变电动机的转动方向
B. 改变磁铁两个磁极的位置，可以改变电动机的转动方向
C. 换一个磁性更强的蹄形磁铁，可以提高转子的转速
D. 任意增加并联的电池节数，可以提高转子的转速
4．如图为直流电动机的工作原理图。以下相关的分析中不正确的是(C)
A. 电动机工作过程中，电能转化为机械能
B. 电动机工作过程中，对调电源正、负极可以改变转动方向
C. 电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变
D. 电动机工作过程中，增大电源电压，可以使转速增大
5．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，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。
(1)按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会切断线圈中的电流(填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”)，目的是使线圈能够持续转动。
(2)可以通过改变电流(或磁场)方向，改变线圈的转动方向。
(3)如果电池、开关、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，原因可能是磁场太弱，这时可做的有效尝试是换用较强的磁场。
6．小刚学习了直流电动机后，他在家自己装配了一个玩具直流电动机。研究了直流电动机的转向与磁场方向、电流方向的关系后，接着研究影响直流电动机转速的因素。研究时记录的现象如下表：
次数
所用磁铁个数
电流/安
转速
1
1
0.5
一般
2
1
1
快
3
2
0.5
较快
4
2
1
很快
(1)分析上表记录可推测影响电动机的转速的因素可能是电流大小、磁场强弱。
(2)要想使一台直流电动机的转速增大，下列方法不可行的是D。
A. 增大线圈中的电流
B. 增加电动机的供电电压
C. 换磁性更强的磁铁
D. 对调磁铁的磁极
7．线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置时，导线ab所受磁力的方向(B)
A. 相反，是由于磁场方向相反了
B. 相反，是由于流过ab的电流方向相反了
C. 相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了
D. 相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变
【解析】 当线圈在甲位置时，导线ab通过换向器与电源“－”极相连，当线圈转到乙位置时，导线ab通过换向器与电源“＋”极相连。
8．(1)按图甲组装实验器材，给直导线通电，直导线向左运动，这说明磁场对通电导线有力的作用；只对调电源正、负极接线，通电直导线会向右运动，这说明通电导体的受力方向与电流的方向有关。
(2)如图乙是某兴趣小组制作的神奇转框，框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池持续转动，据此，你认为构成柱形物的材料应具有较好的磁性、导电性。(填物理性质)
(第8题)
【解析】 (1)按图甲组装实验器材，给直导线通电，直导线向左运动，这说明通电导线在磁场中受到力的作用，且只对调电源正、负极接线，即电流的方向发生改变，通电直导线会向右运动，这说明通电导体的受力方向与电流的方向有关。(2)据题意可知，若要使金属框转动，即必须有电流和磁场，所以对于柱形体来说，必须有磁性和导电性。
9．如图所示，使线圈位于两磁极间，线圈通电后：
(1)图甲中电流方向是a→b→c→d，已知cd段导线受到的磁场力方向竖直向下，图丙中ab段导线受到的磁场力方向向上；图丙中ab和cd段导线受到的磁场力使线圈绕虚线所示的轴沿逆时针(填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
(2)当线圈转到图乙的位置时，线圈平面与磁感线方向垂直，电流方向不变，此时ab和cd段导线分别受到的磁场力大小相等、方向相反(填“大小相等、方向相同”或“大小相等、方向相反”)。
(3)线圈从图甲位置转到图乙位置时，由于惯性，会继续转动，如图丙所示时刻，ab和cd段导线受到的磁场力使线圈反方向转动，最后静止在图乙位置。
【解析】 (1)图丙中ab段导线中的电流方向不变，磁场方向不变，故所受磁场力的方向和图甲中相同，即方向向上；图丙中ab和cd段导线受到的磁场力方向相反，能使线圈逆时针转动。(2)当线圈转到平面与磁感线方向垂直时，ab段和cd段导线受到的力刚好大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。(3)线圈从图甲位置转到图乙位置时，由于惯性，会继续转动到如图丙所示位置，此时ab和cd段导线受到的磁场力使线圈反方向转动，最后静止在图乙所示位置。
