1、16.4安装直流电动机模型要点1 直流电动机模型的的安装（1）把线圈固定在转轴上。（2）将支架固定在底座上，并将转轴安装在支架上，保证线圈连同转轴能够较好地转动。（3）用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器（两个铜半环）接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）。（4）从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。（5）分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。要点2 实验与现象把电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来，接通电路，电动机正常运转后，通过实验探究如何改变电动机的转向和转速。次序实验条件实验现象第一次磁体的两极不变，对调电源的两极
2、改变线圈中电流的方向，线圈转向与原来相反第二次电源的两极不变，对调磁体的两极改变磁场方向，线圈转向与原来相反第三次同时对调磁体和电源的两极同时改变磁场和线圈电流方向，线圈转向不变第四次改变滑片的位置电阻减小线圈转动变快线圈中电流变化，转速也变化，电流变大，转速变快。电阻增大线圈转动变慢第五次更换不同磁性磁体磁场增强线圈转动变快线圈所处磁场变化，转速也变化，磁场增强，转速变快。磁场减弱线圈转动变慢要点3 实验结论（1）直流电动机电流方向或线圈所处磁场方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变。（2）直流电动机电流的大小发生变化或线圈所处的磁场强弱发生变化时，电动机转速改变。基础题系列1.直流电动机
3、是电动自行车的核心部件,其工作原理是( )A. 电磁感应 B. 电流的磁效应 C. 磁极间的相互作用 D. 磁场对电流的作用【答案】D【解析】A. 电磁感应是发电机的原理，故A不符合题意。B. 带电磁铁的元件，如电铃、电磁起重机、空气开关、电磁继电器等工作原理是电流的磁效应，故B不符合题意；C. 磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，故C不符合题意；D. 直流电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到磁场力的作用，故D符合题意。故选D.。2.（2019绵阳）用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源,发现导体ab向左运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导体ab向右
4、运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力( )A. 方向与电流方向有关 B. 方向与磁感线方向有关C. 大小与电流大小有关 D. 大小与磁场强弱有关【答案】A【解析】接通电源，发现导体ab向左运动，把电源正负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向右运动。说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。3. 在安装直流电动机模型的实验中，接好电路，合上开关后，发现电动机不转，若轻推一下线圈，电动机马上就转起来，刚开始时不转的原因可能是 ( )A磁铁和磁性不强 B通过线圈的电流太小了C电动机线圈平面恰好处在平衡位置 D电刷与换向器之间的摩擦太大了【答案】C【解析】A、若是磁铁的磁性不强,
5、即线圈所受的磁场力小于摩擦力,即使我们轻推一下,电动机也不会转动,所以该选项与题意不相符；B、若是线圈中的电流太小,同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时,即使我们轻推一下,电动机也不会转动,故该选项也不符合题意；C、平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路,导体中没有电流通过,磁场对其没有作用力,电动机不会转动,故该选项正确；D、若是电刷与换向器之间的摩擦太大,即磁场力不能克服摩擦力,即使我们轻推一下,电动机也不会转动,故该选项也是错误的.所以C选项是正确的。4.一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场里，通电后线圈不动，这是因为（）A线圈平面跟磁场的磁感线平行 B线圈平面跟磁场的磁感线成45角C线圈平面
6、处于平衡位置 D线圈中的电流方向接反了【答案】C【解析】一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场里，通电后线圈不动，说明此时线圈平面处于平衡位置，受平衡力作用，因此通电后也不能转动。故选C。5.在安装直流电动机模型的实验中,接好电路,合上开关后,发现电动机不转,若轻推一下线圈,电动机马上就转起来,刚开始时不转的原因可能是( )A. 磁铁和磁性不强 B. 通过线圈的电流太小了C. 电动机线圈平面恰好处在平衡位置 D. 电刷与换向器之间的摩擦太大了【答案】C【解析】A. 若是磁铁的磁性不强，即线圈所受的磁场力小于摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项不符合题意；B. 若是线圈中的电流太小，
7、同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项也不符合题意；C. 平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，故该选项正确；D. 若是电刷与换向器之间的摩擦太大，即磁场力不能克服摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项也是错误的。故选C。6.（2019南充）下列图中能够说明电动机工作原理的实验装置是（）ABCD【答案】D【解析】A、图中是通电螺线管，是利用电流的磁效应制成的，故A不符合题意；B、图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发
8、电机的工作原理，故B不符合题意；C、图中没有电源，是交流发电机的示意图，是根据电磁感应现象工作的，故C不符合题意；D、图中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。7.（2019连云港）如图所示，闭合开关，导体M就会运动起来，下列说法正确的是（）A.发电机是利用这一原理工作的B.在此过程中，机械能转化为电能C.此实验说明磁场对通电导体有力的作用D.同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体M的运动方向【答案】C【解析】A选项，利用这一原理工作的是电动机而不是发电机，故A错误B选项，此过程中应该是电能转化为机械能，故B错误。C选项，此实验说明磁场对通电导体有力的作用，故
9、C正确D选项，同时改变电流方向和磁场方向，不能改变导体m的运动方向，故D错误。8.（2019苏州）关于电动自行车，下列说法不正确的是（）A废旧电瓶会污染环境，不可随意处置 B电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患C车上装有电动机，其工作原理是电磁感应 D要使车加速前进，可增大通过电动机的电流【答案】C【解析】A、废旧电瓶中含有重金属等，随意丢弃会污染环境，故A正确；B、电流通过导体，电能转化为内能，利用了电流的热效应，所以长时间充电有火灾隐患，故B正确；CD、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电流越大，磁性越强，导体受力越大，电动车运动越快，故C错误，D正确。强化题系列9.如图所示
10、,干电池底部吸有强磁铁(可导电),在干电池的正极上支有一“门”字形导线框,导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接,导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源( )A. 只有线框A侧受到磁场对电流的作用B. 只有线框B侧受到磁场对电流的作用C. 线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用D. 线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，是受到的其它外力【答案】B【解析】干电池底部吸有强磁铁,周围存在磁场,导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接,则线框B侧有电流通过(即线框B侧是通电导体)，所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动；而线框A侧没有通电，所
11、以A侧没有受到磁场的作用力；故B正确，ACD错误。10.电动机的原理是，电动机中的换向器的作用是：每当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的。【答案】通电线圈在磁场中受力能够转动；电流方向。【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力能够转动换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去；。11.如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，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，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈
12、，线圈就会不停地转动起来。（1）直流电动机的工作原理是。（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的作用相同。（3）通过改变方向，可以改变线圈的转动方向。（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是。【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）换向器；（3）电流或磁场；（4）磁铁磁性太弱（或开始线圈处在平衡位置）。【解析】（1）直流电动机的工作原理是：磁场对电流的作用；（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用等同于直流电动机的换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保
13、证了线圈持续的转动下去；（3）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；（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。12.在“安装直流电动机模型”的实验中，连入滑动变阻器的目的是通过调节滑动变阻器来改变电路中电流的，从面改变电动机线圈的转动；在实验中，若把磁铁的两极对调一下，将观察到的现象是：电动机线圈的发生改变。【答案】大小、速度、转动方向；【解析】在安装直流电动机模型的实验中，利用滑动变阻器就是改变电路中电
14、流大小从而改变电动机转子的转动速度。要改变线圈的转动方向，除了改变磁场方向外，可以采用的方法是改变电流方向；故答案为：大小、速度、转动方向。13.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_(能/不能)持续转动。线圈转过平衡位置时会_(选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”)。(2)可以通过改变_方向，改变线圈的转动方向。(填一种方法)(3)如果电池、开关、导线
15、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_，这时可做的有效尝试是_。【答案】(1)能;切断线圈中的电流；(2)电流(或磁场)；(3)磁场太弱；换用较强的磁场。【解析】(1)将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，通过线圈的惯性转动半周，从而保证了线圈持续的转动下去；(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；(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流
16、太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等，可进行有针对性的偿试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置等。14.如图所示，导体AB棒放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。（1）接通电源，这时会看到导体AB运动起来，这表明_。（2）保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向_（不变/改变）。（3）通电后导体AB运动的过程中，是把_能转化为_能的过程。【答案】（1）磁场对通电导体有力的作用；（2）改变；（3）电；机械。【解析】（1）接通电源，这时会看到导体AB运动起来，这表明磁场对通电导体有力的作用；（2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场
17、方向有关，只要有一个因素改变，导体的受力方向就会改变；所以保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向改变；（3）通电后导体AB运动的过程中，消耗了电能，得到了导体运动的机械能，即把电能转化为机械能。15.（2018l昆明）在探究“电动机为什么会转动”的实验中：（1）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在，磁体会对通电导体产生力的作用吗?（2）如图 13 所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体，闭合开关后，导体，说明磁场对导体有力的作用。（3）断开开关，将图中磁铁的 N、S 极对调，再闭合开关，
18、会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向，说明通电导体在磁场中的受力方向与有关。（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向，说明通电导体在磁场中的受力方向与有关。（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。【答案】(1）磁场；(2）静止；转动；通电；(3）相反；磁场方向；(4）相反；电流方向；(5）不能。【解析】（1）通电导体和磁体一样周围也存在着磁场；（2）图中，未闭合开关前，导体中没有电流通过，导体静止不动；闭合开关后，导体转动，说明磁场对通电导体有力的作用；（3）断开开关，将
19、图中磁铁的 N、S 极对调，即改变磁场方向，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，即改变电流方向，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。16.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。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是。线圈从图示位置再转动度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。（2）图
20、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，自动改变线圈中的电流方向。（3）图丙所示的电动机模型，调换器件（填图中的序号）的放置可方便改变电动机的转动方向。通电后电动机模型不转，若是接触不良，可以把铜片（电刷）再弯曲一下，以增大它的（填物质的物理性质）。【答案】（1）电流（或通电线圈）；电流方向不同；90；（2）换向器；刚转过；（3）；弹性。【解析】（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
21、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）因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，调换器件的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向。若是电动机模型接触不良，可以把铜片（电刷）再弯曲一下，以增加它的弹性，使接触更充分。17.（2019泰州）如图是某型号电动机的铭牌，求：牌电动机型号JT-44额定电压220V额定电功率44W线圈电阻100制造商（1）此电动机的额定电流。（2）此电动机正常工作10min所消耗的
22、电能和由此转化为的机械能。【答案】（1）0.2A；（2）26400J；24000J。【解析】（1）此电动机的额定电压为220V，额定功率为44W，所以此电动机的额定电流：I额=P额U额=44W220V=0.2A；（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能：W=Pt=44W1060s=26400J；电动机正常工作10min所产生的热量：Q= I2Rt=（0.2A）21060s=2400J；电动机正常工作10min转化为的机械能：W机=W-Q=26400J2400J。18.在如图的电路中,定值电阻R0的阻值为20,电动机线圈电阻为2,闭合开关,电流表A1、A2的示数分别为0.8A，0.3A，求：(1)该电路电源电压。(2)1min内电路消耗的电能。(3)1min内电流通过电动机产生的热量。【答案】（1）6V；（2）288J；(3)30J。【解析】由图可知,R0与电动机并联,A2测R0电流I0=0.3A,A1测干路电流I=0.8A，(1)电源电压：U=U0=I0R0=0.3A20=6V；(2)1min内电路消耗的电能：W=UIt=6V0.8A60s=288J；(3)电动机工作时线圈的电流：I机=II0=0.8A0.3A=0.5A，1min内电流通过电动机产生的热量：Q=I2机R圈t=(0.5A)2260s=30J.12
