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苏科版安装直流电动机模型巩固练习
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这是一份苏科版安装直流电动机模型巩固练习，共31页。试卷主要包含了知识点的认识，解题方法点拨，命题方向等内容，欢迎下载使用。
16.4 安装直流电动机模型（原卷版）
知识点解读
安装直流电动机模型：
1、知识点的认识：
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分；
（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。
（4）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。
2、解题方法点拨：
（1）电动机是我们生活中常见的一种电气化设备，电动机将电能转化为机械能，从而带动各种生产机械和生活用电器的运转，电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是一样的；
（2）电动机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机，一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如：电扇、洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如：电动玩具、录音机等，电动机的基本构造：转子和定子。
3、命题方向：
（1）电动机的作用：把电能转化为机械能；
（2）换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动；
（3）通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
典例分析＋变式训练
【典例1】（2022•常州）小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（ ）
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
【典例2】电动机在工作过程中，下列分析正确的是（ ）
A．消耗的电能全部转化为内能 B．消耗的电能全部转化为机械能
C．线圈中的电流方向是变化的 D．线圈中的电流方向保持不变
【典例3】（2022春•杭州月考）如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动
【典例4】（2022•东莞市校级三模）小明用一段该包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只剩上半周或下半周。将线圈放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （选填“发电机”或“电动机”）。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
【典例5】（2021•南海区模拟）电动机是利用 （选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，则需要改变 的方向。当线圈转至平衡位置时，线圈不受力的作用，但线圈由于 会继续转动，从而越过平衡位置。
【典例6】如图甲是小名同学安装好的直流电动机模型：
（1）请写出图中A部件的名称： ．
（2）在安装该模型时要按照由下而上， （“由外而内”或“由内而外”）的顺序安装．
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是
A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B．电刷与换向器的接触松紧要适当
C．不要使各元件因安装不当而产生形变 D．每一只固定螺钉均不能拧紧
（4）小名把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图所示
①请用笔画线代替导线完成图中实验器材的连接．（要求滑片向右移，电动机转速变慢）
②合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈 改变了．
③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是 ．
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你举出一种装有电动机的家用电器的名称 ．
【变式1】（2022•越秀区校级二模）如图直流电动机（已安装换向器）的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B．从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C．导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D．导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
【变式2】（2022春•鹿城区校级期中）小科同学在装配电动机模型时，正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，于是他做了以下调节：
①更换电压更大的电源；②向左移动滑动变阻器滑片；③调节线圈的初始位置；
④改变电源的正负极；⑤改变磁场方向。
你认为他能达到目的的调节有（ ）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤
【变式3】（2022•江阴市校级一模）如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（ ）
A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动
C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
【变式4】（2022•娄底模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”）。
【变式5】（2022春•嵊州市期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）如图，电动机的工作原理是 。
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 （变小/变大/不变）。
【变式6】（2021春•衢州月考）如图所示是小明制作的一台简易电动机。
（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 。
（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 。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•东明县三模）如图所示是一个小直流电动机模型。关于它的制作和工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动下去
C．此电动机模型是根据电磁感应原理制成的
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
2．（2022•宝应县一模）关于如图所示的物理知识，下列描述错误的是（ ）
A．图甲电动机模型要持续转动，需将线圈两端同侧的漆各刮去一半
B．图乙高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的
C．图丙梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子有磁性
D．图丁磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
3．（2022•瑶海区校级模拟）如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同
C．甲、乙两图中的线圈在转动时不能产生感应电流
D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
4．（2021秋•金安区校级期末）一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路 B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大 D．线圈正好处于平衡位置
5．（2022•费县模拟）为了使电动机的转动方向发生改变，下列措施可行的是（ ）
A．同时改变电流方向和磁场方向 B．使磁场增强
C．使电动机线圈中了电流增大 D．只改变电流方向或只改变磁场方向
6．（2021•建湖县二模）如图所示为小明同学制作的简易直流电动机模型.支架与电池两极相连，以漆包线矩形线圈引线为轴，一端漆皮全部刮去，另一端刮去上半周，将线圈放在带有磁体支架上，轻推线圈，线圈就会连续转动。关于此电机模型，下列说法正确的是（ ）
A．线圈在连续转动的过程中，存在断路现象
B．支架是用绝缘体做成的
C．线圈在越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
D．该模型是利用电磁感应的原理工作的
7．（2021•姑苏区校级二模）随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，电动机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是下图中的（ ）
A． B． C． D．
8．（2021•安徽）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，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（ ）
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°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
9．（2020秋•峡江县期末）有关如图所示模型的说法正确的是（ ）
A．这是直流发电机模型
B．模型中线圈转动方向只跟线圈中电流方向有关
C．动圈式扬声器和此模型的工作原理相同
D．此模型的工作原理是通电导体周围存在磁场
二、填空题。
10．（2022•宁陵县一模）如图所示，某实验小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”），原因是 。
11．（2021•宜兴市模拟）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，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铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
12．（2021•浙江）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。
13．（2021•烟台模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。请你采取一个措施减小线圈的转速 。
14．（2021•东台市校级模拟）如图是直流电动机的工作原理图，铜半环“AC、BD”叫做 ，其作用是当线圈因惯性转过平衡位置时，立即改变 ，从而改变线圈的受力方向，使线圈在磁场中连续转动。
三、实验探究题。
15．（2022•同安区模拟）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中 （选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 （选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
四、解答题。
16．（2022•铁岭模拟）小明用漆包线绕制了一个线圈，然后全部刮去线圈两端引线的漆皮，将线圈与电池接通，如图所示。
（1）闭合开关后，小明发现线圈发生了转动，此过程的能量转化过程是 。
（2）要想让线圈的转动方向改变，可采取的措施是 （说出一种方法即可）。
17．（2020•江南区模拟）电动机可以通过换向器使线圈持续转动。如图所示，两个铜半环M、N是换向器，A、B是电刷，它们和电源、线圈组成闭合电路。已知线圈在图（a）所示位置时，沿着顺时针转动，线圈ab边受到向上的磁场力。
（1）当线圈转到图（b）所示位置时，线圈ab边 （选填“受到向上的磁场力”或“受到向下的磁场力”或“不受磁场力”）。此时，线圈 （选填“能”或“不能”）继续顺时针转动。
（2）当线圈转到如图（c）所示位置时，画出线圈ab的电流方向和受力示意图。
（3）线圈转动过程中，由 能主要转换成 能。
16.4 安装直流电动机模型（解析版）
知识点解读
安装直流电动机模型：
1、知识点的认识：
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分；
（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。
（4）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。
2、解题方法点拨：
（1）电动机是我们生活中常见的一种电气化设备，电动机将电能转化为机械能，从而带动各种生产机械和生活用电器的运转，电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是一样的；
（2）电动机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机，一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如：电扇、洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如：电动玩具、录音机等，电动机的基本构造：转子和定子。
3、命题方向：
（1）电动机的作用：把电能转化为机械能；
（2）换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动；
（3）通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
典例分析＋变式训练
【典例1】（2022•常州）小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（ ）
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
【答案】C。
【解答】解：
A、只对调电源的正、负极，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故A有效；
B、将蹄形磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故B有效；
C、同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电流方向改变，磁场方向改变，不会改变运动方向，电动机转动方向不变，故C无效；
D、导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故D有效。
故选：C。
【典例2】电动机在工作过程中，下列分析正确的是（ ）
A．消耗的电能全部转化为内能 B．消耗的电能全部转化为机械能
C．线圈中的电流方向是变化的 D．线圈中的电流方向保持不变
【答案】C。
【解答】解：AB、电动机在工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故AB错误；
CD、在制作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，故C正确，D错误。
故选：C。
【典例3】（2022春•杭州月考）如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动
【答案】A。
【解答】解：根据图示可知，乙中线圈处于平衡位置，因此现在给它们通电，甲线圈转动，由于乙图中线圈受平衡力作用，乙线圈不会转动。
故选：A。
【典例4】（2022•东莞市校级三模）小明用一段该包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只剩上半周或下半周。将线圈放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 N 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 电动机 （选填“发电机”或“电动机”）。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】N；电动机；相同。
【解答】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；
若只将电源的正负极互换，则螺线管中电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，同时上面线圈中的电流方向也发生变化，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
故答案为：N；电动机；相同。
【典例5】（2021•南海区模拟）电动机是利用 磁场对电流的作用 （选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，则需要改变 电流或磁场 的方向。当线圈转至平衡位置时，线圈不受力的作用，但线圈由于 惯性 会继续转动，从而越过平衡位置。
【答案】磁场对电流的作用；电流或磁场；惯性。
【解答】解：（1）电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，电动机就会转动，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
（2）电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，故如果要改变电动机的转动方向时，可采用的方法有：改变电流的方向或改变磁场的方向。
（3）当线圈转至平衡位置时，线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会继续转动，从而越过平衡位置。
故答案为：磁场对电流的作用；电流或磁场；惯性。
【典例6】如图甲是小名同学安装好的直流电动机模型：
（1）请写出图中A部件的名称： 换向器 ．
（2）在安装该模型时要按照由下而上， 由内而外 （“由外而内”或“由内而外”）的顺序安装．
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是 D
A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B．电刷与换向器的接触松紧要适当
C．不要使各元件因安装不当而产生形变 D．每一只固定螺钉均不能拧紧
（4）小名把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图所示
①请用笔画线代替导线完成图中实验器材的连接．（要求滑片向右移，电动机转速变慢）
②合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈 转动方向 改变了．
③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是 线圈处在平衡位置 ．
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你举出一种装有电动机的家用电器的名称 豆浆机 ．
【答案】（1）换向器；（2）由内而外；（3）D；（4）①电路图如图所示；②转动方向； ③线圈处在平衡位置；（5）豆浆机。
【解答】解：（1）图中A部件是：换向器．
（2）在安装该模型时要按照由下而上，由内而外顺序安装．
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，安装时要注意：①要尽量减小轴与轴架之间的摩擦；
②电刷与换向器的接触松紧要适当；
③不要使各元件因安装不当而产生形变；
④每一只固定螺钉均应拧紧；
故ABC正确，符合题意，D错误；
（4）①滑片向右移，电动机转速变慢，说明滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，
滑动变阻器用左半部分电阻丝，把电动机、滑动变阻器串联接入电路，电路图如图所示．
②流过直流电动机的电流方向不同，电机的转动方向不同，合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈转动方向改变了．
③如果线圈位置与磁场平行，线圈处于平衡位置，闭合开关，线圈不受磁场力，线圈不动；
闭合开关，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈转到非平衡位置，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是线圈处于平衡位置．
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，如豆浆机、电风扇等．
故答案为：（1）换向器；（2）由内而外；（3）D；（4）①电路图如图所示；
②转动方向； ③线圈处在平衡位置；（5）豆浆机．
【变式1】（2022•越秀区校级二模）如图直流电动机（已安装换向器）的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B．从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C．导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D．导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
【答案】D。
【解答】解：导体受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，在乙图中电流方向是由a到b的，受力方向是竖直向上的；导线cd在甲图中电流方向是由d到c的，受力方向是竖直向上的，在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的；故AB错误；
导线ab、cd在这两个时刻的电流方向和受力方向都是不同的，故C错误，D正确；
故选：D。
【变式2】（2022春•鹿城区校级期中）小科同学在装配电动机模型时，正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，于是他做了以下调节：
①更换电压更大的电源；②向左移动滑动变阻器滑片；③调节线圈的初始位置；
④改变电源的正负极；⑤改变磁场方向。
你认为他能达到目的的调节有（ ）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤
【答案】A。
【解答】解：①更换电压更大的电源，可以增大电路中的电流，增大磁场力，可以到达目的；
②向左移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电动机的电流增大，可以增大磁场力，可以到达目的；
③当线圈初始位置在平衡位置时，线圈不能转动，调节线圈的初始位置，可以到达目的；
④改变电源的正负极无法改变磁场力的大小，不能到达到目的；
⑤改变磁场方向无法改变磁场力的大小，不能到达到目的。
故选A。
【变式3】（2022•江阴市校级一模）如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（ ）
A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动
C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
【答案】D。
【解答】解：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。如图所示，ab和cd边受到磁场的作用力时，虽然磁场方向相同，但通过的电流方向不同，所以ab和cd边受到作用力的方向一定相反，当线圈转至平衡位置时，线圈不再转动。为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去。
故选：D。
【变式4】（2022•娄底模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 N 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 电动机 （填“发电机”或“电动机”）。
【答案】N；电动机。
【解答】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机。
故答案为：N；电动机。
【变式5】（2022春•嵊州市期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）如图，电动机的工作原理是 通电线圈在磁场中受力转动 。
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 对调电源的正负极或对调磁极 。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 变小 （变小/变大/不变）。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
（2）线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向即对调电源的正负极或改变磁场方向，即对调磁极；
（3）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，电阻增大，电流减小，电动机转动速度变小。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【变式6】（2021春•衢州月考）如图所示是小明制作的一台简易电动机。
（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 线圈平面刚好处于平衡位置 。
【答案】（1）使线圈在转动过程中半周没有电流；（2）启动时线圈平面刚好处于平衡位置。
【解答】解：（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场的力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动；
（2）线圈平面与磁感线垂直，线圈两边的受力刚好是一对平衡力。线圈就没有了继续转动的动力。处于静止状态。用手拨动线圈，使线圈偏离平衡位置，受力而转动，因此，出现题目中所述现象的原因是启动时线圈平面刚好处于平衡位置。
故答案为：（1）使线圈在转动过程中半周没有电流；（2）启动时线圈平面刚好处于平衡位置。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•东明县三模）如图所示是一个小直流电动机模型。关于它的制作和工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动下去
C．此电动机模型是根据电磁感应原理制成的
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
【答案】D。
【解答】解：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。如图所示，当线圈转至平衡位置时，线圈不再转动。为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去；故D正确，ABC错误。
故选：D。
2．（2022•宝应县一模）关于如图所示的物理知识，下列描述错误的是（ ）
A．图甲电动机模型要持续转动，需将线圈两端同侧的漆各刮去一半
B．图乙高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的
C．图丙梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子有磁性
D．图丁磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
【答案】C。
【解答】解：A、线圈两端同侧的漆各刮去一半时，线圈转动时半周通电受力，半周断电不受力，能使线圈能够持续转动，故A正确；
B、液体的沸点与气压有关，高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的，故B正确；
C、塑料梳子和头发摩擦，塑料梳子因摩擦而带电，吸引碎纸屑；属于摩擦起电现象，不是因为梳子具有磁性；故C错误；
D、磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，故D正确。
故选：C。
3．（2022•瑶海区校级模拟）如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同
C．甲、乙两图中的线圈在转动时不能产生感应电流
D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
【答案】C。
【解答】解：甲图中导线ab的电流方向是由b到a，乙图中导线ab的电流方向是由a到b，电流方向不同，受力方向也不同；由于电路中接入了换向器，由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向；
甲、乙两图中的线圈在转动时，相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，能产生感应电流；
综上所述，C错误，ABD正确。
故选：C。
4．（2021秋•金安区校级期末）一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路 B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大 D．线圈正好处于平衡位置
【答案】D。
【解答】解：由题意知电动机是在用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，说明电动机不转时，正好线圈处于了平衡位置。
故选：D。
5．（2022•费县模拟）为了使电动机的转动方向发生改变，下列措施可行的是（ ）
A．同时改变电流方向和磁场方向 B．使磁场增强
C．使电动机线圈中了电流增大 D．只改变电流方向或只改变磁场方向
【答案】D。
【解答】解：A、同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变，所以该选项不正确。
B、磁场的强弱与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确。
C、电动机线圈中的电流的大小与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确。
D、只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机的转动方向改变，所以该选项正确。
故选：D。
6．（2021•建湖县二模）如图所示为小明同学制作的简易直流电动机模型.支架与电池两极相连，以漆包线矩形线圈引线为轴，一端漆皮全部刮去，另一端刮去上半周，将线圈放在带有磁体支架上，轻推线圈，线圈就会连续转动。关于此电机模型，下列说法正确的是（ ）
A．线圈在连续转动的过程中，存在断路现象
B．支架是用绝缘体做成的
C．线圈在越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
D．该模型是利用电磁感应的原理工作的
【答案】A。
【解答】解：
AC、将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，线圈在转动的过程中，电流的方向不变，只有半周有电流，线圈由于具有惯性能持续的转动下去，故C错误，A正确；
B、实验中需要用支架连接线圈和电源，是用导体制成的，故B错误；
D、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D错误。
故选：A。
7．（2021•姑苏区校级二模）随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，电动机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是下图中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：由图知，只有A是不对称的，电动机带动它高速转动时，才会产生振动，故A正确。
故选：A。
8．（2021•安徽）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，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（ ）
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°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
【答案】D。
【解答】解：（1）图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，ab边与dc边中电流方向相反，磁场方向不变，所以ab边受到磁场的作用力向上，故A错误；
（2）线圈由图示位置转过180°时，ab转到右侧，dc转到左侧，线圈中电流沿abcd流过线圈，故B错误；
磁场方向不变，此时dc边电流方向与图示中dc边电流方向相反，所以dc边受到磁场力方向向上，故C错误；
ab边电流方向与图示中ab边电流方向相反，所以ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。
故选：D。
9．（2020秋•峡江县期末）有关如图所示模型的说法正确的是（ ）
A．这是直流发电机模型
B．模型中线圈转动方向只跟线圈中电流方向有关
C．动圈式扬声器和此模型的工作原理相同
D．此模型的工作原理是通电导体周围存在磁场
【答案】C。
【解答】解：由图可知，该图中有电源，这是电动机的模型图，利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故AD错误；
动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，也是电能转化为机械能；是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故C正确；
模型中线圈转动方向与线圈中电流方向、磁场的方向有关，故B错误。
故选：C。
二、填空题。
10．（2022•宁陵县一模）如图所示，某实验小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”），原因是 电流的方向和磁场的方向都发生了变化 。
【答案】相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
【解答】解：若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
故答案为：相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
11．（2021•宜兴市模拟）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，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铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 B 。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 换向器 ，该装置能在线圈 刚转过 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】（1）B；（2）换向器；刚转过。
【解答】解：（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动，故选B；
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）B；（2）换向器；刚转过。
12．（2021•浙江）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 力的作用 ，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 电流的方向 来实现倒车。
【答案】（1）力的作用；（2）电流的方向。
【解答】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。
13．（2021•烟台模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 N 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）。请你采取一个措施减小线圈的转速 串联一个电阻 。
【答案】N；相同；串联一个电阻。
【解答】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同；
减小线圈的转速可以减小通过电路的电流，电路中可以串联一个电阻。
故答案为：N；相同；串联一个电阻。
14．（2021•东台市校级模拟）如图是直流电动机的工作原理图，铜半环“AC、BD”叫做 换向器 ，其作用是当线圈因惯性转过平衡位置时，立即改变 线圈中电流的方向 ，从而改变线圈的受力方向，使线圈在磁场中连续转动。
【答案】换向器；线圈中电流的方向。
【解答】解：如图所示：AC、BD是换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，立即改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，保证了线圈持续的转动下去。
故答案为：换向器；线圈中电流的方向。
三、实验探究题。
15．（2022•同安区模拟）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 通电线圈 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 电流方向不同 。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 换向器 ，该装置能在线圈 刚转过 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中
不能 （选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 不处于 （选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
【解答】解：
（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用；
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同；
当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）当线圈从图示位置再转动90度后，线圈没达到平衡位置，此时不处于平衡位置。
故答案为：（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
四、解答题。
16．（2022•铁岭模拟）小明用漆包线绕制了一个线圈，然后全部刮去线圈两端引线的漆皮，将线圈与电池接通，如图所示。
（1）闭合开关后，小明发现线圈发生了转动，此过程的能量转化过程是 电能转化为机械能 。
（2）要想让线圈的转动方向改变，可采取的措施是 对调磁极或电源的正负极 （说出一种方法即可）。
【答案】（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
【解答】解：（1）直流电动机工作时消耗电能得到机械能，故电动机是将电能转化为机械能；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向即对调磁极或电源的正负极。
故答案为：（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
17．（2020•江南区模拟）电动机可以通过换向器使线圈持续转动。如图所示，两个铜半环M、N是换向器，A、B是电刷，它们和电源、线圈组成闭合电路。已知线圈在图（a）所示位置时，沿着顺时针转动，线圈ab边受到向上的磁场力。
（1）当线圈转到图（b）所示位置时，线圈ab边 不受磁场力 （选填“受到向上的磁场力”或“受到向下的磁场力”或“不受磁场力”）。此时，线圈 能 （选填“能”或“不能”）继续顺时针转动。
（2）当线圈转到如图（c）所示位置时，画出线圈ab的电流方向和受力示意图。
（3）线圈转动过程中，由 电 能主要转换成 机械 能。
【答案】（1）不受磁场力；能；（2）见上图；（3）电；机械。
【解答】解：（1）根据图（a）（b）知，当线圈转到图（b）所示位置时，此时电刷与换向器的空隙接触，线圈中没有电流，不受磁场力，但是线圈由于惯性能继续转动一个角度；
（2）由图知，当线圈转到如图c所示位置时，电流由b流向a，与甲图中电流的方向相反，磁场方向相同，所以ab段所受磁场力的方向和图（a）中相反，方向向下，如下图：
（3）线圈转动过程中，消耗电能，得到机械能，即由电能主要转换成机械能。
故答案为：（1）不受磁场力；能；（2）见上图；（3）电；机械。
16.4 安装直流电动机模型（原卷版）
知识点解读
安装直流电动机模型：
1、知识点的认识：
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分；
（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。
（4）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。
2、解题方法点拨：
（1）电动机是我们生活中常见的一种电气化设备，电动机将电能转化为机械能，从而带动各种生产机械和生活用电器的运转，电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是一样的；
（2）电动机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机，一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如：电扇、洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如：电动玩具、录音机等，电动机的基本构造：转子和定子。
3、命题方向：
（1）电动机的作用：把电能转化为机械能；
（2）换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动；
（3）通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
典例分析＋变式训练
【典例1】（2022•常州）小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（ ）
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
【典例2】电动机在工作过程中，下列分析正确的是（ ）
A．消耗的电能全部转化为内能 B．消耗的电能全部转化为机械能
C．线圈中的电流方向是变化的 D．线圈中的电流方向保持不变
【典例3】（2022春•杭州月考）如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动
【典例4】（2022•东莞市校级三模）小明用一段该包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只剩上半周或下半周。将线圈放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （选填“发电机”或“电动机”）。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
【典例5】（2021•南海区模拟）电动机是利用 （选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，则需要改变 的方向。当线圈转至平衡位置时，线圈不受力的作用，但线圈由于 会继续转动，从而越过平衡位置。
【典例6】如图甲是小名同学安装好的直流电动机模型：
（1）请写出图中A部件的名称： ．
（2）在安装该模型时要按照由下而上， （“由外而内”或“由内而外”）的顺序安装．
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是
A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B．电刷与换向器的接触松紧要适当
C．不要使各元件因安装不当而产生形变 D．每一只固定螺钉均不能拧紧
（4）小名把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图所示
①请用笔画线代替导线完成图中实验器材的连接．（要求滑片向右移，电动机转速变慢）
②合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈 改变了．
③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是 ．
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你举出一种装有电动机的家用电器的名称 ．
【变式1】（2022•越秀区校级二模）如图直流电动机（已安装换向器）的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B．从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C．导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D．导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
【变式2】（2022春•鹿城区校级期中）小科同学在装配电动机模型时，正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，于是他做了以下调节：
①更换电压更大的电源；②向左移动滑动变阻器滑片；③调节线圈的初始位置；
④改变电源的正负极；⑤改变磁场方向。
你认为他能达到目的的调节有（ ）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤
【变式3】（2022•江阴市校级一模）如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（ ）
A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动
C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
【变式4】（2022•娄底模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”）。
【变式5】（2022春•嵊州市期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）如图，电动机的工作原理是 。
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 （变小/变大/不变）。
【变式6】（2021春•衢州月考）如图所示是小明制作的一台简易电动机。
（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 。
（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 。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•东明县三模）如图所示是一个小直流电动机模型。关于它的制作和工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动下去
C．此电动机模型是根据电磁感应原理制成的
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
2．（2022•宝应县一模）关于如图所示的物理知识，下列描述错误的是（ ）
A．图甲电动机模型要持续转动，需将线圈两端同侧的漆各刮去一半
B．图乙高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的
C．图丙梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子有磁性
D．图丁磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
3．（2022•瑶海区校级模拟）如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同
C．甲、乙两图中的线圈在转动时不能产生感应电流
D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
4．（2021秋•金安区校级期末）一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路 B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大 D．线圈正好处于平衡位置
5．（2022•费县模拟）为了使电动机的转动方向发生改变，下列措施可行的是（ ）
A．同时改变电流方向和磁场方向 B．使磁场增强
C．使电动机线圈中了电流增大 D．只改变电流方向或只改变磁场方向
6．（2021•建湖县二模）如图所示为小明同学制作的简易直流电动机模型.支架与电池两极相连，以漆包线矩形线圈引线为轴，一端漆皮全部刮去，另一端刮去上半周，将线圈放在带有磁体支架上，轻推线圈，线圈就会连续转动。关于此电机模型，下列说法正确的是（ ）
A．线圈在连续转动的过程中，存在断路现象
B．支架是用绝缘体做成的
C．线圈在越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
D．该模型是利用电磁感应的原理工作的
7．（2021•姑苏区校级二模）随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，电动机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是下图中的（ ）
A． B． C． D．
8．（2021•安徽）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，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（ ）
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°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
9．（2020秋•峡江县期末）有关如图所示模型的说法正确的是（ ）
A．这是直流发电机模型
B．模型中线圈转动方向只跟线圈中电流方向有关
C．动圈式扬声器和此模型的工作原理相同
D．此模型的工作原理是通电导体周围存在磁场
二、填空题。
10．（2022•宁陵县一模）如图所示，某实验小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”），原因是 。
11．（2021•宜兴市模拟）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，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铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
12．（2021•浙江）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。
13．（2021•烟台模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。请你采取一个措施减小线圈的转速 。
14．（2021•东台市校级模拟）如图是直流电动机的工作原理图，铜半环“AC、BD”叫做 ，其作用是当线圈因惯性转过平衡位置时，立即改变 ，从而改变线圈的受力方向，使线圈在磁场中连续转动。
三、实验探究题。
15．（2022•同安区模拟）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中 （选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 （选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
四、解答题。
16．（2022•铁岭模拟）小明用漆包线绕制了一个线圈，然后全部刮去线圈两端引线的漆皮，将线圈与电池接通，如图所示。
（1）闭合开关后，小明发现线圈发生了转动，此过程的能量转化过程是 。
（2）要想让线圈的转动方向改变，可采取的措施是 （说出一种方法即可）。
17．（2020•江南区模拟）电动机可以通过换向器使线圈持续转动。如图所示，两个铜半环M、N是换向器，A、B是电刷，它们和电源、线圈组成闭合电路。已知线圈在图（a）所示位置时，沿着顺时针转动，线圈ab边受到向上的磁场力。
（1）当线圈转到图（b）所示位置时，线圈ab边 （选填“受到向上的磁场力”或“受到向下的磁场力”或“不受磁场力”）。此时，线圈 （选填“能”或“不能”）继续顺时针转动。
（2）当线圈转到如图（c）所示位置时，画出线圈ab的电流方向和受力示意图。
（3）线圈转动过程中，由 能主要转换成 能。
16.4 安装直流电动机模型（解析版）
知识点解读
安装直流电动机模型：
1、知识点的认识：
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分；
（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。
（4）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。
2、解题方法点拨：
（1）电动机是我们生活中常见的一种电气化设备，电动机将电能转化为机械能，从而带动各种生产机械和生活用电器的运转，电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是一样的；
（2）电动机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机，一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如：电扇、洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如：电动玩具、录音机等，电动机的基本构造：转子和定子。
3、命题方向：
（1）电动机的作用：把电能转化为机械能；
（2）换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动；
（3）通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
典例分析＋变式训练
【典例1】（2022•常州）小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（ ）
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
【答案】C。
【解答】解：
A、只对调电源的正、负极，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故A有效；
B、将蹄形磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故B有效；
C、同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电流方向改变，磁场方向改变，不会改变运动方向，电动机转动方向不变，故C无效；
D、导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故D有效。
故选：C。
【典例2】电动机在工作过程中，下列分析正确的是（ ）
A．消耗的电能全部转化为内能 B．消耗的电能全部转化为机械能
C．线圈中的电流方向是变化的 D．线圈中的电流方向保持不变
【答案】C。
【解答】解：AB、电动机在工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故AB错误；
CD、在制作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，故C正确，D错误。
故选：C。
【典例3】（2022春•杭州月考）如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动
【答案】A。
【解答】解：根据图示可知，乙中线圈处于平衡位置，因此现在给它们通电，甲线圈转动，由于乙图中线圈受平衡力作用，乙线圈不会转动。
故选：A。
【典例4】（2022•东莞市校级三模）小明用一段该包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只剩上半周或下半周。将线圈放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 N 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 电动机 （选填“发电机”或“电动机”）。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】N；电动机；相同。
【解答】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；
若只将电源的正负极互换，则螺线管中电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，同时上面线圈中的电流方向也发生变化，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
故答案为：N；电动机；相同。
【典例5】（2021•南海区模拟）电动机是利用 磁场对电流的作用 （选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，则需要改变 电流或磁场 的方向。当线圈转至平衡位置时，线圈不受力的作用，但线圈由于 惯性 会继续转动，从而越过平衡位置。
【答案】磁场对电流的作用；电流或磁场；惯性。
【解答】解：（1）电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，电动机就会转动，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
（2）电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，故如果要改变电动机的转动方向时，可采用的方法有：改变电流的方向或改变磁场的方向。
（3）当线圈转至平衡位置时，线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会继续转动，从而越过平衡位置。
故答案为：磁场对电流的作用；电流或磁场；惯性。
【典例6】如图甲是小名同学安装好的直流电动机模型：
（1）请写出图中A部件的名称： 换向器 ．
（2）在安装该模型时要按照由下而上， 由内而外 （“由外而内”或“由内而外”）的顺序安装．
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是 D
A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B．电刷与换向器的接触松紧要适当
C．不要使各元件因安装不当而产生形变 D．每一只固定螺钉均不能拧紧
（4）小名把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图所示
①请用笔画线代替导线完成图中实验器材的连接．（要求滑片向右移，电动机转速变慢）
②合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈 转动方向 改变了．
③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是 线圈处在平衡位置 ．
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你举出一种装有电动机的家用电器的名称 豆浆机 ．
【答案】（1）换向器；（2）由内而外；（3）D；（4）①电路图如图所示；②转动方向； ③线圈处在平衡位置；（5）豆浆机。
【解答】解：（1）图中A部件是：换向器．
（2）在安装该模型时要按照由下而上，由内而外顺序安装．
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，安装时要注意：①要尽量减小轴与轴架之间的摩擦；
②电刷与换向器的接触松紧要适当；
③不要使各元件因安装不当而产生形变；
④每一只固定螺钉均应拧紧；
故ABC正确，符合题意，D错误；
（4）①滑片向右移，电动机转速变慢，说明滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，
滑动变阻器用左半部分电阻丝，把电动机、滑动变阻器串联接入电路，电路图如图所示．
②流过直流电动机的电流方向不同，电机的转动方向不同，合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈转动方向改变了．
③如果线圈位置与磁场平行，线圈处于平衡位置，闭合开关，线圈不受磁场力，线圈不动；
闭合开关，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈转到非平衡位置，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是线圈处于平衡位置．
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，如豆浆机、电风扇等．
故答案为：（1）换向器；（2）由内而外；（3）D；（4）①电路图如图所示；
②转动方向； ③线圈处在平衡位置；（5）豆浆机．
【变式1】（2022•越秀区校级二模）如图直流电动机（已安装换向器）的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反
B．从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向
C．导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D．导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同
【答案】D。
【解答】解：导体受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，在乙图中电流方向是由a到b的，受力方向是竖直向上的；导线cd在甲图中电流方向是由d到c的，受力方向是竖直向上的，在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的；故AB错误；
导线ab、cd在这两个时刻的电流方向和受力方向都是不同的，故C错误，D正确；
故选：D。
【变式2】（2022春•鹿城区校级期中）小科同学在装配电动机模型时，正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，于是他做了以下调节：
①更换电压更大的电源；②向左移动滑动变阻器滑片；③调节线圈的初始位置；
④改变电源的正负极；⑤改变磁场方向。
你认为他能达到目的的调节有（ ）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤
【答案】A。
【解答】解：①更换电压更大的电源，可以增大电路中的电流，增大磁场力，可以到达目的；
②向左移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电动机的电流增大，可以增大磁场力，可以到达目的；
③当线圈初始位置在平衡位置时，线圈不能转动，调节线圈的初始位置，可以到达目的；
④改变电源的正负极无法改变磁场力的大小，不能到达到目的；
⑤改变磁场方向无法改变磁场力的大小，不能到达到目的。
故选A。
【变式3】（2022•江阴市校级一模）如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（ ）
A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动
C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
【答案】D。
【解答】解：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。如图所示，ab和cd边受到磁场的作用力时，虽然磁场方向相同，但通过的电流方向不同，所以ab和cd边受到作用力的方向一定相反，当线圈转至平衡位置时，线圈不再转动。为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去。
故选：D。
【变式4】（2022•娄底模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 N 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 电动机 （填“发电机”或“电动机”）。
【答案】N；电动机。
【解答】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机。
故答案为：N；电动机。
【变式5】（2022春•嵊州市期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）如图，电动机的工作原理是 通电线圈在磁场中受力转动 。
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 对调电源的正负极或对调磁极 。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 变小 （变小/变大/不变）。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
（2）线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向即对调电源的正负极或改变磁场方向，即对调磁极；
（3）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，电阻增大，电流减小，电动机转动速度变小。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【变式6】（2021春•衢州月考）如图所示是小明制作的一台简易电动机。
（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 线圈平面刚好处于平衡位置 。
【答案】（1）使线圈在转动过程中半周没有电流；（2）启动时线圈平面刚好处于平衡位置。
【解答】解：（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场的力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动；
（2）线圈平面与磁感线垂直，线圈两边的受力刚好是一对平衡力。线圈就没有了继续转动的动力。处于静止状态。用手拨动线圈，使线圈偏离平衡位置，受力而转动，因此，出现题目中所述现象的原因是启动时线圈平面刚好处于平衡位置。
故答案为：（1）使线圈在转动过程中半周没有电流；（2）启动时线圈平面刚好处于平衡位置。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•东明县三模）如图所示是一个小直流电动机模型。关于它的制作和工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动下去
C．此电动机模型是根据电磁感应原理制成的
D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
【答案】D。
【解答】解：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。如图所示，当线圈转至平衡位置时，线圈不再转动。为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去；故D正确，ABC错误。
故选：D。
2．（2022•宝应县一模）关于如图所示的物理知识，下列描述错误的是（ ）
A．图甲电动机模型要持续转动，需将线圈两端同侧的漆各刮去一半
B．图乙高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的
C．图丙梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子有磁性
D．图丁磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
【答案】C。
【解答】解：A、线圈两端同侧的漆各刮去一半时，线圈转动时半周通电受力，半周断电不受力，能使线圈能够持续转动，故A正确；
B、液体的沸点与气压有关，高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的，故B正确；
C、塑料梳子和头发摩擦，塑料梳子因摩擦而带电，吸引碎纸屑；属于摩擦起电现象，不是因为梳子具有磁性；故C错误；
D、磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，故D正确。
故选：C。
3．（2022•瑶海区校级模拟）如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同
C．甲、乙两图中的线圈在转动时不能产生感应电流
D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
【答案】C。
【解答】解：甲图中导线ab的电流方向是由b到a，乙图中导线ab的电流方向是由a到b，电流方向不同，受力方向也不同；由于电路中接入了换向器，由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向；
甲、乙两图中的线圈在转动时，相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，能产生感应电流；
综上所述，C错误，ABD正确。
故选：C。
4．（2021秋•金安区校级期末）一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路 B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大 D．线圈正好处于平衡位置
【答案】D。
【解答】解：由题意知电动机是在用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，说明电动机不转时，正好线圈处于了平衡位置。
故选：D。
5．（2022•费县模拟）为了使电动机的转动方向发生改变，下列措施可行的是（ ）
A．同时改变电流方向和磁场方向 B．使磁场增强
C．使电动机线圈中了电流增大 D．只改变电流方向或只改变磁场方向
【答案】D。
【解答】解：A、同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变，所以该选项不正确。
B、磁场的强弱与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确。
C、电动机线圈中的电流的大小与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确。
D、只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机的转动方向改变，所以该选项正确。
故选：D。
6．（2021•建湖县二模）如图所示为小明同学制作的简易直流电动机模型.支架与电池两极相连，以漆包线矩形线圈引线为轴，一端漆皮全部刮去，另一端刮去上半周，将线圈放在带有磁体支架上，轻推线圈，线圈就会连续转动。关于此电机模型，下列说法正确的是（ ）
A．线圈在连续转动的过程中，存在断路现象
B．支架是用绝缘体做成的
C．线圈在越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
D．该模型是利用电磁感应的原理工作的
【答案】A。
【解答】解：
AC、将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，线圈在转动的过程中，电流的方向不变，只有半周有电流，线圈由于具有惯性能持续的转动下去，故C错误，A正确；
B、实验中需要用支架连接线圈和电源，是用导体制成的，故B错误；
D、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D错误。
故选：A。
7．（2021•姑苏区校级二模）随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，电动机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是下图中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：由图知，只有A是不对称的，电动机带动它高速转动时，才会产生振动，故A正确。
故选：A。
8．（2021•安徽）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，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（ ）
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°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
【答案】D。
【解答】解：（1）图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，ab边与dc边中电流方向相反，磁场方向不变，所以ab边受到磁场的作用力向上，故A错误；
（2）线圈由图示位置转过180°时，ab转到右侧，dc转到左侧，线圈中电流沿abcd流过线圈，故B错误；
磁场方向不变，此时dc边电流方向与图示中dc边电流方向相反，所以dc边受到磁场力方向向上，故C错误；
ab边电流方向与图示中ab边电流方向相反，所以ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。
故选：D。
9．（2020秋•峡江县期末）有关如图所示模型的说法正确的是（ ）
A．这是直流发电机模型
B．模型中线圈转动方向只跟线圈中电流方向有关
C．动圈式扬声器和此模型的工作原理相同
D．此模型的工作原理是通电导体周围存在磁场
【答案】C。
【解答】解：由图可知，该图中有电源，这是电动机的模型图，利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故AD错误；
动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，也是电能转化为机械能；是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故C正确；
模型中线圈转动方向与线圈中电流方向、磁场的方向有关，故B错误。
故选：C。
二、填空题。
10．（2022•宁陵县一模）如图所示，某实验小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”），原因是 电流的方向和磁场的方向都发生了变化 。
【答案】相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
【解答】解：若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
故答案为：相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
11．（2021•宜兴市模拟）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，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铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 B 。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了 换向器 ，该装置能在线圈 刚转过 （刚转到/刚转过）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】（1）B；（2）换向器；刚转过。
【解答】解：（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动，故选B；
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）B；（2）换向器；刚转过。
12．（2021•浙江）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 力的作用 ，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 电流的方向 来实现倒车。
【答案】（1）力的作用；（2）电流的方向。
【解答】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。
13．（2021•烟台模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 N 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）。请你采取一个措施减小线圈的转速 串联一个电阻 。
【答案】N；相同；串联一个电阻。
【解答】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同；
减小线圈的转速可以减小通过电路的电流，电路中可以串联一个电阻。
故答案为：N；相同；串联一个电阻。
14．（2021•东台市校级模拟）如图是直流电动机的工作原理图，铜半环“AC、BD”叫做 换向器 ，其作用是当线圈因惯性转过平衡位置时，立即改变 线圈中电流的方向 ，从而改变线圈的受力方向，使线圈在磁场中连续转动。
【答案】换向器；线圈中电流的方向。
【解答】解：如图所示：AC、BD是换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，立即改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，保证了线圈持续的转动下去。
故答案为：换向器；线圈中电流的方向。
三、实验探究题。
15．（2022•同安区模拟）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 通电线圈 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 电流方向不同 。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 换向器 ，该装置能在线圈 刚转过 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中
不能 （选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 不处于 （选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
【解答】解：
（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用；
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同；
当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）当线圈从图示位置再转动90度后，线圈没达到平衡位置，此时不处于平衡位置。
故答案为：（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
四、解答题。
16．（2022•铁岭模拟）小明用漆包线绕制了一个线圈，然后全部刮去线圈两端引线的漆皮，将线圈与电池接通，如图所示。
（1）闭合开关后，小明发现线圈发生了转动，此过程的能量转化过程是 电能转化为机械能 。
（2）要想让线圈的转动方向改变，可采取的措施是 对调磁极或电源的正负极 （说出一种方法即可）。
【答案】（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
【解答】解：（1）直流电动机工作时消耗电能得到机械能，故电动机是将电能转化为机械能；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向即对调磁极或电源的正负极。
故答案为：（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
17．（2020•江南区模拟）电动机可以通过换向器使线圈持续转动。如图所示，两个铜半环M、N是换向器，A、B是电刷，它们和电源、线圈组成闭合电路。已知线圈在图（a）所示位置时，沿着顺时针转动，线圈ab边受到向上的磁场力。
（1）当线圈转到图（b）所示位置时，线圈ab边 不受磁场力 （选填“受到向上的磁场力”或“受到向下的磁场力”或“不受磁场力”）。此时，线圈 能 （选填“能”或“不能”）继续顺时针转动。
（2）当线圈转到如图（c）所示位置时，画出线圈ab的电流方向和受力示意图。
（3）线圈转动过程中，由 电 能主要转换成 机械 能。
【答案】（1）不受磁场力；能；（2）见上图；（3）电；机械。
【解答】解：（1）根据图（a）（b）知，当线圈转到图（b）所示位置时，此时电刷与换向器的空隙接触，线圈中没有电流，不受磁场力，但是线圈由于惯性能继续转动一个角度；
（2）由图知，当线圈转到如图c所示位置时，电流由b流向a，与甲图中电流的方向相反，磁场方向相同，所以ab段所受磁场力的方向和图（a）中相反，方向向下，如下图：
（3）线圈转动过程中，消耗电能，得到机械能，即由电能主要转换成机械能。
故答案为：（1）不受磁场力；能；（2）见上图；（3）电；机械。
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