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文档简介
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
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