10. 实验室里一台电动机模型不能运转了，发生故障的原因可能有哪些（说出两点即可）？试说明如何对这些故障原因进行检查。

解：
可能的故障原因：电源电压太低、磁体没有磁性、换向器和电刷接触不良等。
检查方法：
① 更换电源，观察电动机是否运转；
② 用一根无磁性的铁棒(或铁片)接触磁极，若铁棒(或铁片)被吸引，则说明磁体有磁性，否则磁体无磁性；
③ 把电刷和换向器压得紧些，看电动机是否可以运转起来；或在电源和电刷之间串联一个小灯泡，转动线圈，若灯泡时亮时灭，则说明接触不良；若亮度稳定，则说明接触良好。

【分析】
要排查电动机模型不运转的故障，需先明确电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。电动机正常运转需满足三个关键条件：一是有合适的电源提供持续电流，二是磁体能产生有效磁场，三是换向器与电刷接触良好以保证电流顺利通入线圈。因此思考故障原因时，可从这三个核心条件对应的环节入手，逐一假设可能的问题，再针对每个假设设计可操作的检查方法来验证。
【解析】
故障原因及对应检查方法（列举两点为例）：
1. 故障原因：电源电压太低
检查方法：更换为符合电动机额定电压的电源，观察电动机模型是否能够正常运转。
2. 故障原因：换向器和电刷接触不良
检查方法：在电源与电刷之间串联一个小灯泡，手动转动电动机的线圈，若小灯泡出现时亮时灭的现象，则说明换向器与电刷接触不良；若小灯泡亮度保持稳定，则说明接触状态良好。
（补充另一组故障排查：
故障原因：磁体没有磁性
检查方法：用一根无磁性的铁棒（或铁片）靠近电动机的磁极，若铁棒（或铁片）被磁极吸引，说明磁体有磁性；若未被吸引，则说明磁体无磁性。）
【答案】
故障原因1：电源电压太低；检查方法：更换额定电压的电源，观察电动机是否运转。
故障原因2：换向器和电刷接触不良；检查方法：在电源和电刷之间串联一个小灯泡，转动线圈，若灯泡时亮时灭，则说明接触不良，若亮度稳定则接触良好。（或磁体无磁性，检查方法为用无磁铁棒接触磁极，判断是否被吸引）
【知识点】
电动机工作原理、电动机故障排查
【点评】
本题将电动机的理论知识与实际故障排查结合，既考查了学生对电动机运转必要条件的理解，又锻炼了学生的逻辑分析与实际应用能力，属于理论联系实际的典型基础题型。
【难度系数】
0.7

11. 电动机是一种高效率、低污染的设备，广泛应用于日常生活和生产实践中，下列家用电器中应用了电动机的是()

A.电饭锅
B.洗衣机
C.电水壶
D.电热毯

B

【分析】
要解决这道题，首先需要明确电动机的核心特点：将电能转化为机械能，依靠通电导体在磁场中受力运动的原理工作。接下来逐一分析各选项用电器的工作原理与能量转化：
1. 电饭锅、电水壶、电热毯这类电器，均利用电流的热效应，将电能转化为内能，工作过程无需电动机驱动；
2. 洗衣机的滚筒转动需要动力装置，该动力由电动机提供，电动机将电能转化为机械能带动滚筒运转，因此洗衣机应用了电动机。
【解析】
对每个选项逐一分析：
A. 电饭锅：利用电流的热效应，将电能转化为内能来加热食物，未应用电动机；
B. 洗衣机：通过电动机带动滚筒转动，将电能转化为机械能实现衣物洗涤，应用了电动机；
C. 电水壶：利用电流的热效应，将电能转化为内能来烧水，未应用电动机；
D. 电热毯：利用电流的热效应，将电能转化为内能来取暖，未应用电动机。
因此，应用了电动机的是洗衣机，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
电动机的应用、电流的热效应
【点评】
本题属于基础识记类题目，考查常见家用电器的工作原理与能量转化形式，核心是区分电动机（电能转机械能）和电流热效应（电能转内能）的应用场景，需要学生结合生活常识掌握相关知识。
【难度系数】
0.8

12. 请回顾安装直流电动机模型的实验，并完成下列填空。

（1）请在图中用笔画线代替导线完成实验器材的连接。
（2）接通电路前，滑动变阻器的滑片应置于。
(3)闭合电路后，观察线圈的转动情况。把电源的两极对调，可观察到线圈转动的方向(选填“改变”或“不变”)，这说明通电线圈在磁场中的受力方向与有关。
(4)保持线圈中的电流方向不变，把磁体的两极对调，可观察到线圈转动的方向(选填“改变”或“不变”)，这说明通电线圈在磁场中的受力方向与有关。
(5)如果同时对调电源两极和磁体两极，可观察到线圈转动的方向(选填“改变”或“不变”)。
(6)用改变电流的大小，同时也可观察到线圈转动的随之改变。

电阻为最大位
置
改变
电流方向
改变
磁场方向
不变
滑动变阻器
速度

【分析】
1. 电路连接：需将电源、滑动变阻器、开关、电动机串联，滑动变阻器采用“一上一下”接线，保证电路可调节且通路。
2. 滑动变阻器的保护作用：接通电路前，滑片应置于最大阻值处，避免电流过大损坏元件。
3. 线圈转动方向的影响因素：通电线圈在磁场中受力方向由电流方向和磁场方向共同决定，改变其中一个因素，受力方向改变；同时改变两个因素，受力方向不变。
4. 电流大小对转动的影响：滑动变阻器可改变电流大小，电流影响受力大小，进而影响转动速度。
【解析】
（1）连接电路：用笔画线将电源负极与滑动变阻器的下端接线柱（如A端）相连，滑动变阻器的上端接线柱（如C端）与开关的空闲接线柱相连，使电源、滑动变阻器、开关、电动机形成串联电路（导线不交叉，滑动变阻器“一上一下”接线）。
（2）接通电路前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处（即图中离接入的下接线柱A最远的D端，此时接入电路的电阻丝最长，电阻最大）。
（3）对调电源两极，电路中电流方向改变，通电线圈在磁场中的受力方向改变，因此线圈转动方向改变，说明受力方向与电流方向有关。
（4）对调磁体两极，磁场方向改变，通电线圈的受力方向改变，线圈转动方向改变，说明受力方向与磁场方向有关。
（5）同时对调电源两极和磁体两极，电流方向与磁场方向同时改变，根据受力方向的规律，线圈受力方向不变，因此转动方向不变。
（6）滑动变阻器通过改变接入电路的电阻来改变电流大小，电流大小影响线圈的受力大小，从而使线圈转动的速度随之改变，故用滑动变阻器改变电流大小，观察转动速度的变化。
【答案】
（1）如图所示（连接电源负极到滑动变阻器下接线柱，滑动变阻器上接线柱到开关，形成串联电路，滑动变阻器采用“一上一下”接线）；
（2）最大阻值处（或D端）；
（3）改变；电流方向；
（4）改变；磁场方向；
（5）不变；
（6）滑动变阻器；速度
【知识点】
直流电动机原理；滑动变阻器的使用；磁场对电流的作用
【点评】
本题围绕直流电动机模型实验展开，考查电路连接、滑动变阻器的使用规则、线圈转动的影响因素，是对实验操作和原理的综合考查，需牢记实验注意事项和受力方向的决定规律。
【难度系数】
0.6

1. 如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导体 $ AB $，导体的两端跟灵敏电流计连接，闭合开关，导线 $ AB $ 左右运动，灵敏电流计指针没有明显偏转。下列操作中能使灵敏电流计指针产生明显偏转的是()


A.换用分度值更小的电流计，让导体在磁场中上下运动
B.换用磁性更强的永磁体，让导体在磁场中静止
C.换用分度值更小的电流计，让导体在磁场中左右运动
D.将导体换成匝数很多的线圈，让线圈在磁场中静止

C

【分析】
要解决此题，首先明确电磁感应的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中才会产生感应电流。题目中原来的操作是导体AB左右运动（切割磁感线），但电流计指针无明显偏转，说明感应电流过小，需要从增大感应电流或使用更灵敏的电流计来检测这两个角度分析选项：
1. 先判断每个选项中导体/线圈是否做切割磁感线运动，若不切割，无论其他操作如何，都不会产生感应电流，指针不会偏转；
2. 若切割磁感线，再看是否能让感应电流被检测到。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：导体在磁场中上下运动时，运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流，即使换用分度值更小的电流计，指针也不会偏转，故A错误。
选项B：导体在磁场中静止，没有做切割磁感线运动，电路中无感应电流，换用磁性更强的永磁体也无法产生电流，指针不会偏转，故B错误。
选项C：导体在磁场中左右运动，做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流；换用分度值更小的电流计，能检测到原来因电流过小而无法明显偏转的电流，指针会产生明显偏转，故C正确。
选项D：线圈在磁场中静止，没有做切割磁感线运动，电路中无感应电流，即使换成匝数很多的线圈，也不会产生电流，指针不会偏转，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
电磁感应条件，感应电流检测
【点评】
本题考查电磁感应现象的应用，核心是牢记感应电流产生的两个必要条件：闭合电路、部分导体做切割磁感线运动，同时要理解感应电流大小的影响因素。
【难度系数】
0.6

2. 发电机是利用原理发电的。工作时，它将能转化为能。由于线圈中存在电阻，因此还有部分能量转化为能。

电磁感应
机械
电
内

【分析】
要解决这道题，我们可以分步骤梳理思路：
1. 明确发电机的工作原理：发电机是基于电磁感应原理制成的，当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象，发电机正是利用该现象实现发电。
2. 分析能量转化过程：发电机工作时，需要外力带动线圈在磁场中转动，此过程消耗机械能，最终产生电能，因此是将机械能转化为电能。
3. 考虑线圈电阻的能量损耗：由于线圈本身存在电阻，电流通过线圈时会根据焦耳定律产生热量，这部分能量会转化为内能。
【解析】
1. 发电机的核心工作原理是电磁感应，故第一个空填“电磁感应”；
2. 工作时，外力带动线圈转动消耗机械能，最终转化为电能，因此第二、三个空依次填“机械”“电”；
3. 线圈有电阻，电流通过时会发热，这部分能量转化为内能，第四个空填“内”。
【答案】
电磁感应；机械；电；内
【知识点】
电磁感应原理、发电机能量转化、电流热效应
【点评】
本题考查发电机的基础知识点，涵盖工作原理和能量转化，同时涉及电流热效应的应用。需区分发电机与电动机的原理和能量转化方向，牢记基础概念即可顺利解答。
【难度系数】
0.8

3. 用手摇发电机发电时，缓缓摇动手柄，灯泡会，说明电路中有。灵敏电流计的指针左右摆动，表明产生的感应电流的和随时间做周期性的变化，这种电流叫作。我们日常生活中使用的交流电每秒完成个周期性变化。

发光
电流
大小
方向
交流电
50

【分析】
首先回忆手摇发电机的工作原理是电磁感应现象：当缓缓摇动手柄时，发电机的线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，电流通过灯泡时，灯泡会发光，这直接说明电路中有电流。接着，灵敏电流计指针左右摆动，是因为线圈在磁场中持续转动时，切割磁感线的方向和速度会随时间周期性变化，进而导致感应电流的大小和方向也周期性变化，这种电流就是交流电。最后，我国日常生活中使用的交流电频率为50Hz，意味着每秒完成50个周期性变化。解题时需结合电磁感应的产生条件、交流电的定义及民用交流电的参数来逐一填空。
【解析】
1. 手摇发电机利用电磁感应原理工作，缓缓摇动手柄时，线圈切割磁感线产生感应电流，电流通过灯泡使灯泡发光，说明电路中有电流。
2. 线圈在磁场中持续转动，切割磁感线的方向和速度随时间周期性改变，导致感应电流的大小和方向也周期性变化，灵敏电流计指针左右摆动就体现了这一点，这种大小和方向周期性变化的电流叫作交流电。
3. 我国日常生活中使用的交流电频率为50Hz，即每秒完成50个周期性变化。
【答案】
发光；电流；大小；方向；交流电；50
【知识点】
电磁感应现象、交流电的定义、民用交流电频率
【点评】
本题考查手摇发电机的工作原理及交流电的相关基础概念，重点涉及电磁感应产生电流的现象、交流电的特性以及民用交流电的频率参数，属于电学基础概念题，有助于加深对发电机工作过程和交流电本质的理解。
【难度系数】
0.8