17.1 关于电动机转动的猜想
一、选择题
1．在制作简易电动机的过程中，以下元件不需要的是( )
A．电源 B．铁架台 C．导线 D．磁体
2．电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛地应用于日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用了电动机的是( )
A．豆浆机 B．电饭锅
C．电热水壶 D．电烤箱
3．以下情况符合对复杂事物进行简化的是( )
A．用电动机模型来说明电动机的工作原理
B．用小电动机来说明大电动机
C．把电动机的外壳简化掉
D．把电动机中的磁体改成电磁铁
二、填空题
4．电动机和热机是当今社会广泛使用的两大类动力机械，请你指出下列机器设备中采用了哪种动力机械。
(1)钻石牌吊扇：______________；
(2)小天鹅洗衣机：______________；
(3)海尔冰箱：______________；
(4)电动玩具车：______________；
(5)无轨电车：______________；
(6)电力机车：______________；
(7)红旗牌轿车：______________；
(8)铁牛拖拉机：______________。
5．小明买的一个太阳帽上装有一个微型电风扇，好奇的小明拆开电风扇一看，里面有一个小电动机，这个电动机工作时将________能转化为________能。
6．拆开实际的电动机后发现，它的内部主要由装有________的定子和嵌有________的转子组成。拆开模型电动机后发现，它的内部主要由________和________组成。可见，电动机最主要的两个部件是________和________。
7．课外兴趣小组自己制作了电风扇，通电后电机转动，但风向后吹，经检查风扇安装正确，则出现这种现象的原因是________________________________；纠正上述错误后，同学们又发现风速太小，则应该______________________；为了使风速能够调节，可以在电路中安装______________。
8.某校物理活动课上，小乐用金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池成功制作出了简易的电动机，如图2甲所示。他展示过程中，将电池的正、负极交换了位置并将线圈改变了形状，如图乙所示，发现铜线圈的转动方向与原来相反。根据以上现象请你写出一个可探究的科学问题：__________________________________________________________？
图2
三、作图题
9．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3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：
图3
(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。
四、实验探究题
10．在“让电动机转动起来”的实验活动中，有下面几个步骤：
A．画出电动机、开关、滑动变阻器、电源串联连接的电路图，按电路图连接好实物电路；
B．把电源两极对调，改变线圈中的电流方向，观察线圈的转动方向；
C．闭合开关，观察线圈的转动方向；
D．利用滑动变阻器改变线圈中的电流大小，观察线圈转速的变化；
E．再把磁体两极对调，改变磁感线方向，观察线圈的转动方向。
将其按实验操作的合理顺序排列起来：
________________________________________________________________。
11．2017·潍坊 同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体，如图4所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
图4
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是________(选填“A”或“B”)。
A．两端全刮掉
B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)线圈在转动过程中______能转化为________能。
(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因：____________________。
1．B 2.A 3.A
4．(1)电动机 (2)电动机 (3)电动机
(4)电动机 (5)电动机 (6)电动机
(7)热机 (8)热机
5．电 机械
6．电磁铁 线圈 磁体 线圈 定子 转子
7．电源的正、负接线柱接反了 增大电源电压从而增大电流 滑动变阻器
8．通电线圈受力的方向是否与电流方向或线圈形状有关
[解析] 实验中将电池的正、负极交换了位置并将线圈改变了形状，通过铜线圈的转动方向相反，可以猜想铜线圈受力的方向可能与电流方向和形状有关。可探究的问题是：通电线圈受力的方向是否与电流方向或线圈形状有关。
9．如图所示
10．ACBED
11．(1)B (2)电 机械 (3)电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置(合理即可)
[解析] (1)在实验中影响线圈转动方向的因素有电流的方向和磁场的方向，为了使线圈能持续转动，应采取的方法是将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半。(2)根据电动机的原理可知，能转动的原因是通电线圈在磁场中受到磁力的作用，线圈在转动过程中将电能转化为机械能。(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。
17．1 关于电动机转动的猜想
知识点 1 认识电动机
1．如图17－1－1所示，小明买的一个太阳帽上装有一个微型电风扇，好奇的小明拆开电风扇一看，里面有一个小电动机，这个电动机工作时将______能转化为________能。
图17－1－1
2．拆开实际的电动机后发现，它的内部主要由装有__________的定子和嵌有________的转子组成；拆开模型电动机后发现，它的内部主要由________和________组成。可见，电动机最主要的两个部件是________和________。
3．电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛地应用于日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用了电动机的是( )
A．豆浆机 B．电饭锅
C．电热水壶 D．电热毯
知识点 2 电动机转动原因的猜想
4．电动机的转动可能与________和________有关，磁场可能会对通电线圈产生__________而使线圈转动。
5．简化是指把影响事物发展与变化不大的因素(次要因素)忽略掉，而将影响事物发展与变化较大的因素(主要因素)抽取出来的做法。对电动机的转子结构由繁到简的简化过程是：先将电动机转子线圈组简化为一组________，再简化为一组线圈中的一匝线圈，最后再简化为一匝线圈中的一段________。
6．下列关于电动机转动原因的猜想，错误的是( )
A．有电源供电
B．线圈中有电流
C．受到磁场的作用
D．磁体对线圈有吸引作用
知识点 3 制作简易电动机
7．在制作简易电动机的过程中，以下材料不需要的是( )
A．电源 B．铁架台 C．导线 D．磁体
8．在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是( )
A．改变通电电流的大小
B．将电源的正、负极对调
C．换用磁性更强的磁体
D．增加电动机的线圈匝数
9．要使直流电动机的转速加快，下列采取的措施不可靠的是( )
A．增大线圈中的电流
B．更换电压较高的直流电源
C．将磁铁的两极对调
D．再增加一个磁铁，使该磁铁的磁场与原有的磁场方向一致
10．组装直流电动机后，接通电源，若出现下表左边的现象，请分析原因，然后将右边的故障原因填在横线上(填写字母)。
①转动较慢，显得很吃力________
A.摩擦阻力太大
B．半铜环与电刷接触
不良
C．磁铁的磁性太弱了
②刚接通电源时，电动机不转，换一组磁铁后，电动机就能顺利转动起来________
③电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机才能转动起来________
11．如图17－1－2所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型。连接干电池后( )
图17－1－2
A．线圈持续来回摆动
B．线圈沿固定方向持续转动
C．AB边中电流方向交替变化
D．CD边始终受到磁场力作用，且是动力
12．学习电动机的知识时，同学们围绕“关于电动机为什么转动的猜想”提出了以下说法，其中合理的是( )
A．通电导体具有磁场
B．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
C．电动机转动的方向可能和电流的大小有关
D．将通电线圈简化为一段直导线，运用了简化法
13．某校物理活动课上，小乐用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池成功做出了简易的电动机，如图17－1－3甲所示。他展示过程中，将电池的正、负极交换了位置并将线框改变了形状，如图乙所示，发现铜线框的转动方向与原来相反了。根据以上现象请你写出一个可探究的科学问题：________________________________。
图17－1－3
14．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17－1－4所示。用笔画线代替导线，把它们连接起来(连线不要交叉)，要求满足以下两点要求：
(1)组成一个可以改变电动机模型转速的电路。
(2)滑动变阻器的滑片向左滑动时，电动机转速加快。
图17－1－4
15．如图17－1－5甲所示是直流电动机模型，图乙是自制的简易电动机模型。现在主要讨论图乙所示简易电动机的制作与操作问题。
图17－1－5
(1)如果整个制作过程没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？(写出两点即可)
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
16．小雨想探究电动机转动的原因，于是他用下列器材组装了一台电动机，如图17－1－6所示。
图17－1－6
(1)这样组装，他是把电动机的主要部件做了合理的简化，他把定子简化为图中的__________，转子简化为图中的____________。
(2)小雨闭合开关，发现电流表有示数，但导体AB不动，你猜想原因可能是______________。你的解决办法是__________________________。
17．2018·扬州 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
详解
1．电 机械
2．电磁铁 线圈 磁体 线圈 磁体 线圈
3．A 4.磁场 电流 力的作用
5．线圈 直导线
6．D [解析] 电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，因此，必须要有电源供电，故A正确；电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，因此，线圈中必须有电流，故B正确；电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，这一作用力是通过磁场来实现的，故C正确；电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，不是磁场对线圈的吸引作用，故D错误。
7．B 8.B 9.C
10．A C B
11．B
12．D [解析] 在研究通电线圈在磁场中受力转动的具体情况时，为了便于研究，将通电线圈简化为一段直导线，通过研究通电直导线在磁场中的转动情况，分析通电线圈在磁场中的转动情况，选项D符合题意。
13．通电线圈受力的方向是否与电流方向或线圈形状有关
[解析] 实验中将电池的正、负极交换了位置并将线框改变了形状，通过铜线框的转动方向相反，可以猜想铜线框受力的方向可能与电流方向或线圈形状有关。所以可探究的问题是：通电线圈受力的方向是否与电流方向或线圈形状有关。
14．如图所示
15．(1)①将线圈拨转一定角度 ②增大电源电压(或换一块磁性更强的磁体)
(2)①只改变电流方向 ②只改变磁场方向
16．(1)蹄形磁体 导体AB
(2)电流太小 增加电池个数(或导体质量大，惯性大，启动较难，改用质量较小的导体或导轨不光滑，摩擦力大，用砂纸打磨，使其光滑)
17．A [解析] 要想改变电动机的转动方向，可对调磁体两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机的转动方向不变，故A正确、B错误；电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，与电流大小、磁性强弱无关，故C、D错误。
