164安装直流电动机模型（原卷版）

16.4安装直流电动机模型1．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。如图甲所示，线圈左右两边框ab和cd的受力方向相反，其原因是。线圈从图示位置再转动度后将恰好到达平衡位置，并最终停在该位置。（2）图乙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，自动改变线圈中的方向，线圈平面转到平衡位置时，线圈中（有/无）电流。2．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置于中，线圈的ab、cd边受到磁力的作用，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来实现倒车。3．如图，使线圈位于两磁极间并接入电路中（方框A内元件没有画出），如果图甲是电动机模型，则方框A内应该接入的元件是（选填“电源”或“用电器”）。接好元件后，如果图甲中ab段导线受磁场力的方向向上，请画出此时cd段导线所受磁场力的方向。4．如图所示为小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图，若将线圈两端的绝缘漆全部刮去，线圈始终都在做来回摆，其原因是。小华正确处理后，线圈将能持续转动，其中半圈是由于而转动，另半圈是由于而转动。若在电源和开关之间接一灯泡，则在线圈转动的过程中，灯泡最明显的特征是。5．某个LED灯发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1。该LED灯在两次实验中发光情况如图2所示，两次实验线圈均在转动。线圈1顺时针转动，由此可知线圈2（填“顺时针”或“逆时针”）转动。6．如图为某同学制作的一种直流电动机模型，他用漆包线绕成一个矩形线圈，将线圈两端的导线拉直作为转动轴，用小刀将一端全部漆皮刮去，另一端只去上半周漆皮将线圈放在支架上，永磁体放在线圈正下方。（1）如此刮漆，可以使线圈在刚转过平衡位置时（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）。从而使线圈持续转动；（2）若要改变电动机的转向，可采取的措施是（填一种方法）；（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，多次拨动线圈位置，现象都一样，你认为可能的原因是。7．电动机是利用（选填“电流的磁效应”或“磁场对电流的作用”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫（填电动机的结构名称）。图中的线圈所在的位置（选填“是”或“不是”）平衡位置，此时线圈由于会继续转动，从而越过此位置。8．如图，创新小组自制小小电动机：用硬金属丝制作两支架m、n，固定在木板上；把一段粗漆包线绕成矩形线圈abcd，漆包线的两端伸出作为引线，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周，将引线放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。把线圈和电磁铁按图示接入电路，闭合开关，用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。（1）引线上的漆皮要刮掉，原因是漆皮属于。（2）线圈abcd与电磁铁的连接方式是联；电磁铁外部的磁场与条形磁体的磁场相似，电磁铁上端的磁极是极。（3）线圈转动一周时，只有半周获得了动力，要靠转过另半周。（4）若把电池正负极对调，闭合开关，线圈的转动方向将（改变/不变）。9．小明做“装配直流电动机模型”实验，并检验安装的电动机模型能否正常工作：（1）在安装该模型时要按照的顺序安装。（填“由外向内”或“由内向外”）（2）为了使组装的电动机模型能够正常运转，在安装时还应注意以下几点，其中正确的是。（填符号）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（3）小明把安装好的电动机、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若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是。10．你肯定见过，风扇通电后的转速是由慢逐渐变快的。那么你猜在这个过程中，通过风扇内电动机的电流会不会变化呢？如果转动中的风扇因为受到阻碍而停止，通过风扇内电动机的电流又会如何变化？会带来什么后果呢？让我们做一个简单的实验吧。如图，把一个玩具电动机。一个小灯泡和电池串联起来。接通电路后，电动机便开始由慢到快转动起来。这时我们会发现，刚通电时，电动机转速还较慢，灯泡最亮。而随着电动机转速变快，灯泡则逐渐变暗了。并且当电动机转得最快时，灯泡也最暗。怎么样，你一定觉得很新奇有趣吧？那么现在让我们一起来动动脑筋，请你根据上述现象分析回答下列问题：（1）电动机工作时的能量转化是。（2）在图示的电路中，如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将，通过电动机的电流将。（填“变大”、“变小”或“不变”）（3）家用电风扇的主要部分就是电动机。如果转动中的电风扇受到外物阻碍，（如有衣服被吸到扇页上）而无法转动，可能会导致火灾的发生。请你简要分析其中的原因。11．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．只把导线①改接G、F点，导线②改接C、E点12．图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO′为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（）A．螺线管F端为N极，P端为N极 B．螺线管F端为S极，P端为S极 C．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动 D．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动13．如图甲是直流电动机模型，图乙是小明制作的一台简易电动机（线圈左侧轴的漆皮被刮去一半，线圈右侧轴的漆皮被全部刮掉）。下列说法中正确的是（）A．电动机是利用电流的磁效应工作的装置 B．图乙中刮去一半漆皮的轴与图甲中换向器的作用相同，都是为了改变线圈中的电流方向 C．将图甲中电源的正负极对调，线圈的转动方向不变 D．将图乙中金属支架的高度降低，线圈的转速会加快14．如图所示，小明同学在实验室装配电动机模型时，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向左移动滑动变阻器滑片；②调节线圈的初始位置；③更换电压更大的电源；④改变电源的正负极；⑤改变磁场方向。你认为他可能使电动机转动起来的操作是（）A．①②③ B．①③④ C．③④⑤ D．①④⑤15．电动机在生活中运用广泛，如图所示为电动机工作原理图，由图甲转到图乙位置，想要让线圈继续转动半圈，以下操作一定不可行的是（）A．断开开关 B．将磁极对调 C．将电源正负极对调 D．增大电源电压16．若把直流电动机的换向器去掉，当线圈转过平衡位置时，则（）A．线圈按原方向一直转下去 B．线圈立即反转 C．线圈立即停止转动 D．线圈来回摆动一段时间后停下17．在安装直流电动机模型时，闭合开关，发现电动机不转，若轻推一下线圈，电动机马上就开始正常转动，则一开始不转的原因可能是（）A．磁体的磁性不强 B．电刷与换向器之间摩擦太大 C．电刷与换向器之间接触不良 D．线圈开始时恰好处于平衡位置18．如图所示，将直流电动机模型、电源、滑动变阻器、开关串联起来，闭合开关后线圈顺时针转动。现要使线圈以更快的速度逆时针转动，下列方法可行的是（）A．同时对调磁极和电源正负极，并将滑动变阻器的滑片向左移动 B．只对调磁极或电源正负极，并将滑动变阻器的滑片向左移动 C．同时对调磁极和电源正负极，并将滑动变阻器的滑片向右移动 D．只对调磁极或电源正负极，并将滑动变阻器的滑片向右移动19．在物理实验课上，小明想观察直流电动机的工作情况，将其接入电路，各部分连接无误。闭合开关后发现电动机却不工作，他用手推一下线圈后，直流电动机模型仍不能转动。其原因不可能的是（）A．电源电压太低 B．磁铁磁性太弱 C．线圈刚好处于平衡位置 D．电刷与换向器之间摩擦力太大20．图（a）是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图（b）是自制简易电动机模型。现在主要讨论图（b）简易电动机的制作与操作问题：（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见图（b）中的放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够，因此，这一部位就相当于图（a）中的（填某一部件的名称）。（2）若整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，则此时应做哪些尝试？（说出一点即可）。（3）通电后线圈能转动，若要改变转动方向，可采取的做法是：①；②。21．按下表进行实验，将结论填入表中。实验次数实验条件现象与结论第一次磁体的磁极位置不变，对调电源两极改变电流方向，线圈转动方向改变第二次电源两极不变，对调磁体的磁极改变磁感线方向，线圈转动方向改变第三次移动滑动变阻器的滑片电阻增大电流减小，线圈转动变慢线圈中的电流由小变大，线圈转速由慢变快电阻减少电流增大，线圈转动变快直流电动机线圈的转动方向与、有关。直流电动机线圈的转动速度与、有关。22．项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。评价指标评价等级优秀合格待改进指标一能吸纸屑、吹风且风速可调能吸纸屑、吹风，风速不可调只能吸纸屑或只能吹风指标二吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是。（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为。23．阅读短文，回答问题：直线电机一般电动机工作时都是转动的，而直线电机是运用直线运动的电动机。磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。直线电机是一种新型电机，它的原理并不复杂。设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应电动机（如图）。在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级。初级中通以交流电，便会在气隙中产生变化磁场，次级在磁场切割下将产生电流，而该电流周围的磁场与气隙中的磁场相作用就产生了电磁推力。次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。世界上第一台使用直线电机驱动的电梯1990年4月安装于日本东京都丰岛区万世大楼，该电梯满载质量为600kg，速度为105m/min。这种电梯就如磁悬浮列车一样，采用高温超导技术的直线电机驱动，线圈装在井道中，轿厢外装有高性能永磁材料，该电梯的能量转化效率大约为40%。（1）直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的能，而不需要