5. 小明在制作电动机模型时,把一段粗漆包线绕成约$3\ \mathrm{cm} × 2\ \mathrm{cm}$的矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出约$3\ \mathrm{cm}$。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,若左转轴下侧的绝缘漆都刮掉,可将右转轴
(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
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮,若左转轴下侧的绝缘漆都刮掉,可将右转轴
下侧
选填“上侧”或“下侧”绝缘漆都刮掉。(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
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。答案
5.(1)下侧 (2)刚转过
解析
【分析】
我们先从自制简易电动机的持续转动要求入手思考:首先,要让线圈通电后能持续转动,避免线圈在平衡位置卡住,需要让线圈只有半个周期通电获得磁场的作用力,另半个周期不通电,依靠惯性完成转动越过平衡位置。第一问里已经说明左转轴下侧的绝缘漆都刮掉,为了保证线圈只有下半周接触支架时电路导通,右转轴也需要对应刮掉下侧的绝缘漆。第二问回忆直流电动机换向器的工作逻辑:如果在平衡位置之前就改变电流方向,线圈受力会反向阻碍转动,只有在线圈刚转过平衡位置时切换电流,才能让线圈的受力始终沿原转动方向提供动力,实现持续转动。
【解析】
(1) 自制简易电动机要持续转动,需要让线圈在一个半周内通电,受到磁场力的作用获得动力,另一个半周断电,依靠惯性完成转动越过平衡位置。已知左转轴下侧的绝缘漆全部刮掉,为了保证线圈转动过程中,只有引线的下侧接触支架时电路导通,右转轴也需要将下侧的绝缘漆都刮掉。
(2) 直流电动机的换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,让线圈可以持续沿同一方向转动,避免线圈卡在平衡位置。
【答案】
(1) 下侧 (2) 刚转过
【知识点】
磁场对电流的作用,换向器的作用,自制电动机
【点评】
本题围绕自制简易电动机和直流电动机的核心细节展开,侧重考察对实验操作原理和换向器工作时机的理解,不需要死记硬背相关结论,理清“半周通电靠动力、半周断电靠惯性”的逻辑,就能准确判断刮漆位置和换向器的工作时刻。
【难度系数】
0.7
我们先从自制简易电动机的持续转动要求入手思考:首先,要让线圈通电后能持续转动,避免线圈在平衡位置卡住,需要让线圈只有半个周期通电获得磁场的作用力,另半个周期不通电,依靠惯性完成转动越过平衡位置。第一问里已经说明左转轴下侧的绝缘漆都刮掉,为了保证线圈只有下半周接触支架时电路导通,右转轴也需要对应刮掉下侧的绝缘漆。第二问回忆直流电动机换向器的工作逻辑:如果在平衡位置之前就改变电流方向,线圈受力会反向阻碍转动,只有在线圈刚转过平衡位置时切换电流,才能让线圈的受力始终沿原转动方向提供动力,实现持续转动。
【解析】
(1) 自制简易电动机要持续转动,需要让线圈在一个半周内通电,受到磁场力的作用获得动力,另一个半周断电,依靠惯性完成转动越过平衡位置。已知左转轴下侧的绝缘漆全部刮掉,为了保证线圈转动过程中,只有引线的下侧接触支架时电路导通,右转轴也需要将下侧的绝缘漆都刮掉。
(2) 直流电动机的换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,让线圈可以持续沿同一方向转动,避免线圈卡在平衡位置。
【答案】
(1) 下侧 (2) 刚转过
【知识点】
磁场对电流的作用,换向器的作用,自制电动机
【点评】
本题围绕自制简易电动机和直流电动机的核心细节展开,侧重考察对实验操作原理和换向器工作时机的理解,不需要死记硬背相关结论,理清“半周通电靠动力、半周断电靠惯性”的逻辑,就能准确判断刮漆位置和换向器的工作时刻。
【难度系数】
0.7
6. 电动机应用广泛,2025年11月25日,神舟二十二号飞船与空间站完成自主对接,为减小对接过程中的震动以保证安全,飞船内置了电磁阻尼器,它由磁铁和线圈构成如图所示,当线圈的$ab$边有通过电流时,$ab$边受到向右的阻力$F$,以阻止其靠近。

(1)线圈$ab$边受到阻力的原因是
(2)若要改变阻力$F$的方向,可采取的措施有:
(1)线圈$ab$边受到阻力的原因是
通电线圈在磁场中受力的作用
。(2)若要改变阻力$F$的方向,可采取的措施有:
对调磁极(改变磁场的方向)或改变电流的方向
。列举1点答案
6.(1)通电线圈在磁场中受力的作用 (2)对调磁极
(改变磁场的方向)或改变电流的方向
(改变磁场的方向)或改变电流的方向
解析
【分析】
首先思考第一问:题目明确说明ab边有电流通过,同时ab边处在两块磁铁形成的磁场当中,结合电动机的核心原理,通电的导体处于磁场中时,磁场会对通电导体施加力的作用,这就是ab边受到阻力的本质原因。
再思考第二问:回忆通电导体在磁场中受力方向的相关规律,受力方向只和两个变量有关:磁场的方向、导体中电流的方向,只要改变其中任意一个变量,就可以改变受力的方向,因此可以从这两个方向出发列举可行措施。
【解析】
(1) 带有电流的ab边处于磁铁提供的磁场中,磁场会对通电的ab边施加力的作用,因此线圈ab边会受到阻碍其运动的阻力。
(2) 通电导体的受力方向由磁场方向和电流方向共同决定,仅对调磁铁的磁极改变磁场方向,或者仅改变线圈中的电流方向,都可以改变阻力F的方向。
【答案】
(1) 通电线圈在磁场中受力的作用 (2) 对调磁极(改变磁场的方向)或改变电流的方向
【知识点】
通电导体磁场受力、受力方向影响因素
【点评】
本题结合电磁阻尼器的实际应用场景,考察电动机相关的基础概念,难度较低,需要学生准确掌握通电导体在磁场中受力的规律,明确两个影响受力方向的独立变量,注意若同时改变磁场方向和电流方向,受力方向不会发生变化。
【难度系数】
0.8
首先思考第一问:题目明确说明ab边有电流通过,同时ab边处在两块磁铁形成的磁场当中,结合电动机的核心原理,通电的导体处于磁场中时,磁场会对通电导体施加力的作用,这就是ab边受到阻力的本质原因。
再思考第二问:回忆通电导体在磁场中受力方向的相关规律,受力方向只和两个变量有关:磁场的方向、导体中电流的方向,只要改变其中任意一个变量,就可以改变受力的方向,因此可以从这两个方向出发列举可行措施。
【解析】
(1) 带有电流的ab边处于磁铁提供的磁场中,磁场会对通电的ab边施加力的作用,因此线圈ab边会受到阻碍其运动的阻力。
(2) 通电导体的受力方向由磁场方向和电流方向共同决定,仅对调磁铁的磁极改变磁场方向,或者仅改变线圈中的电流方向,都可以改变阻力F的方向。
【答案】
(1) 通电线圈在磁场中受力的作用 (2) 对调磁极(改变磁场的方向)或改变电流的方向
【知识点】
通电导体磁场受力、受力方向影响因素
【点评】
本题结合电磁阻尼器的实际应用场景,考察电动机相关的基础概念,难度较低,需要学生准确掌握通电导体在磁场中受力的规律,明确两个影响受力方向的独立变量,注意若同时改变磁场方向和电流方向,受力方向不会发生变化。
【难度系数】
0.8
7. 下图示意是小明将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。

(1)请说出图中两个主要结构的名称,$A$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
(1)请说出图中两个主要结构的名称,$A$是
电刷
,$B$是换向器
。(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:
改变电池的正负极(改变磁场的方向)
。(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
变慢
。答案
7.(1)电刷
换向器 (2)改变电池的正负极(改变磁场的方向)
(3)变慢
换向器 (2)改变电池的正负极(改变磁场的方向)
(3)变慢
解析
【分析】
这道题围绕直流电动机的结构和工作原理展开,解题思路如下:
1. 第一问回忆直流电动机的配套结构:A是和转子上的半环接触、负责给转动的线圈传导电流的部件,直接对应结构名称即可;B是套在转轴上的两个绝缘半环,是电动机的特有核心结构。
2. 第二问要改变电动机转动方向,首先明确电动机转向的两个独立影响因素:线圈中的电流方向、磁场方向,只需要单独改变其中任意一个因素,就能实现转向反向,两个因素同时改变的话转向不会变化,任选一种可行方法即可。
3. 第三问先分析滑动变阻器的电阻变化:图中滑动变阻器接入的是滑片右侧的电阻丝,滑片P向左移动时,接入电路的电阻丝长度变长,总电阻变大,电路电流变小,而电动机线圈的转速和电流大小正相关,电流越小转速越低,由此判断转速变化。
【解析】
(1) 直流电动机工作时,A部件始终和转子上的半环接触,为转动的线圈持续供电,该结构是电刷;B是两个彼此绝缘的金属半环,作用是在线圈转过平衡位置时自动切换线圈中的电流方向,该结构是换向器。
(2) 通电线圈在磁场中的受力方向由电流方向和磁场方向共同决定,要让顺时针转动的电动机改为逆时针转动,既可以对调电源正负极改变线圈中的电流方向,也可以调换磁铁的N、S极改变磁场方向,两种方法都可以实现转向反转。
(3) 滑动变阻器滑片P向左移动时,接入电路的电阻阻值变大,电路总电流减小,线圈受到的磁场作用力随之减小,因此电动机的转速会变慢。
【答案】
(1) 电刷;换向器
(2) 改变电池的正负极(改变磁场的方向)
(3) 变慢
【知识点】
直流电动机结构,电动机转向影响因素,滑动变阻器的使用
【点评】
本题是直流电动机基础知识点的常规考察,侧重对核心概念的记忆和简单应用,需要注意改变电动机转向时不能同时调换电流方向和磁场方向,否则转向不会发生改变,这是这类题的常见易错点。
【难度系数】
0.8
这道题围绕直流电动机的结构和工作原理展开,解题思路如下:
1. 第一问回忆直流电动机的配套结构:A是和转子上的半环接触、负责给转动的线圈传导电流的部件,直接对应结构名称即可;B是套在转轴上的两个绝缘半环,是电动机的特有核心结构。
2. 第二问要改变电动机转动方向,首先明确电动机转向的两个独立影响因素:线圈中的电流方向、磁场方向,只需要单独改变其中任意一个因素,就能实现转向反向,两个因素同时改变的话转向不会变化,任选一种可行方法即可。
3. 第三问先分析滑动变阻器的电阻变化:图中滑动变阻器接入的是滑片右侧的电阻丝,滑片P向左移动时,接入电路的电阻丝长度变长,总电阻变大,电路电流变小,而电动机线圈的转速和电流大小正相关,电流越小转速越低,由此判断转速变化。
【解析】
(1) 直流电动机工作时,A部件始终和转子上的半环接触,为转动的线圈持续供电,该结构是电刷;B是两个彼此绝缘的金属半环,作用是在线圈转过平衡位置时自动切换线圈中的电流方向,该结构是换向器。
(2) 通电线圈在磁场中的受力方向由电流方向和磁场方向共同决定,要让顺时针转动的电动机改为逆时针转动,既可以对调电源正负极改变线圈中的电流方向,也可以调换磁铁的N、S极改变磁场方向,两种方法都可以实现转向反转。
(3) 滑动变阻器滑片P向左移动时,接入电路的电阻阻值变大,电路总电流减小,线圈受到的磁场作用力随之减小,因此电动机的转速会变慢。
【答案】
(1) 电刷;换向器
(2) 改变电池的正负极(改变磁场的方向)
(3) 变慢
【知识点】
直流电动机结构,电动机转向影响因素,滑动变阻器的使用
【点评】
本题是直流电动机基础知识点的常规考察,侧重对核心概念的记忆和简单应用,需要注意改变电动机转向时不能同时调换电流方向和磁场方向,否则转向不会发生改变,这是这类题的常见易错点。
【难度系数】
0.8
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