2. 下图为小明制作的直流电动机模型,闭合开关后,用手轻推一下线圈,线圈就会转动起来。

(1)将线圈一端引线的漆皮全部刮去,另一端引线的漆皮刮去半周,目的是使线圈能够
(2)可以通过改变
(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,那么此时可进行的有效尝试是
(1)将线圈一端引线的漆皮全部刮去,另一端引线的漆皮刮去半周,目的是使线圈能够
持续转动
。(2)可以通过改变
电流(或磁场)
的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,发现线圈只抖动了一下,并不转动,那么此时可进行的有效尝试是
增大电路中的电流
、换用磁性更强的磁体
。答案
2. (1) 持续转动
(2) 电流(或磁场)
(3) 增大电路中的电流 换用磁性更强的磁体
(2) 电流(或磁场)
(3) 增大电路中的电流 换用磁性更强的磁体
解析
【分析】
要解决这道直流电动机模型的问题,需结合直流电动机的工作原理、换向器的作用、转动方向的影响因素以及故障排查思路分析:
(1) 线圈引线刮漆皮的设计是模拟换向器,需明确其作用是让线圈持续转动;
(2) 电动机转动方向的影响因素是电流方向和磁场方向,需对应知识点作答;
(3) 线圈不转动的常见原因是电流过小、磁场太弱或处于平衡位置,据此推导可采取的有效尝试。
【解析】
(1) 线圈一端引线漆皮全刮、另一端半刮,是模拟换向器的功能:当线圈转过半周(平衡位置)时,切断电流,线圈依靠惯性转过,后续半周通电时电流方向适配,使线圈能持续转动;
(2) 直流电动机的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,改变其中一个方向即可改变转动方向;
(3) 线圈只抖动不转动,说明受力不足或处于平衡位置,可通过增大电流(增强受力)、换用更强磁体(增强受力),或轻推线圈(转过平衡位置)解决,结合题意选择合理措施。
【答案】
(1) 持续转动;(2) 电流(或磁场);(3) 增大电路中的电流;换用磁性更强的磁体
【知识点】
直流电动机原理、换向器作用、电动机转动方向影响因素
【点评】
本题考查直流电动机的基础知识点,涵盖换向器作用、转动方向影响因素及故障排查,属于常规基础题,需学生理解电动机的工作过程。
【难度系数】
0.5
要解决这道直流电动机模型的问题,需结合直流电动机的工作原理、换向器的作用、转动方向的影响因素以及故障排查思路分析:
(1) 线圈引线刮漆皮的设计是模拟换向器,需明确其作用是让线圈持续转动;
(2) 电动机转动方向的影响因素是电流方向和磁场方向,需对应知识点作答;
(3) 线圈不转动的常见原因是电流过小、磁场太弱或处于平衡位置,据此推导可采取的有效尝试。
【解析】
(1) 线圈一端引线漆皮全刮、另一端半刮,是模拟换向器的功能:当线圈转过半周(平衡位置)时,切断电流,线圈依靠惯性转过,后续半周通电时电流方向适配,使线圈能持续转动;
(2) 直流电动机的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,改变其中一个方向即可改变转动方向;
(3) 线圈只抖动不转动,说明受力不足或处于平衡位置,可通过增大电流(增强受力)、换用更强磁体(增强受力),或轻推线圈(转过平衡位置)解决,结合题意选择合理措施。
【答案】
(1) 持续转动;(2) 电流(或磁场);(3) 增大电路中的电流;换用磁性更强的磁体
【知识点】
直流电动机原理、换向器作用、电动机转动方向影响因素
【点评】
本题考查直流电动机的基础知识点,涵盖换向器作用、转动方向影响因素及故障排查,属于常规基础题,需学生理解电动机的工作过程。
【难度系数】
0.5
3. 图甲是直流电动机模型。

(1)直流电动机模型里的换向器在线线圈
(2)小明将组装好的直流电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来,如图乙所示。若要增大电动机转速,则小明应将滑动变阻器的滑片向
(3)这台电动机工作时,两端的电压为5 V,通过的电流为1 A,该电动机线圈的电阻为1 Ω,通电20 s,则这台电动机的效率为
(1)直流电动机模型里的换向器在线线圈
刚转过
(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,能自动改变线圈中的电流方向。(2)小明将组装好的直流电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来,如图乙所示。若要增大电动机转速,则小明应将滑动变阻器的滑片向
左
(选填“左”或“右”)端移动。(3)这台电动机工作时,两端的电压为5 V,通过的电流为1 A,该电动机线圈的电阻为1 Ω,通电20 s,则这台电动机的效率为
80%
。答案
3. (1) 刚转过
(2) 左
(3) 80%
(2) 左
(3) 80%
解析
【分析】
本题围绕直流电动机的相关知识设置三个问题,需分别结合换向器的作用、电动机转速的影响因素、电动机效率的计算方法逐一分析:
1. 第一问需明确换向器的功能:直流电动机中,线圈转动到平衡位置时,若电流方向不变,线圈会受阻碍反向摆动,因此换向器需在线圈刚转过平衡位置时改变电流方向,保证线圈持续转动。
2. 第二问要理解电动机转速与电流的关系:电动机转速由线圈受力决定,电流越大,受力越大,转速越快;要增大电流需减小滑动变阻器接入电路的电阻,结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向。
3. 第三问需掌握电动机效率的计算逻辑:电动机消耗的总电能分为两部分,一部分转化为机械能,一部分转化为线圈的内能,效率为机械能与总电能的比值。
【解析】
(1) 直流电动机的换向器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,使线圈能持续转动,故填“刚转过”。
(2) 电动机转速与电路电流大小有关,电流越大,转速越快。要增大电流,需减小滑动变阻器接入电路的电阻。由图乙可知,滑动变阻器接入的是左下接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,电路中电流增大,电动机转速增大,故填“左”。
(3) 电动机消耗的总电能:$W_{总}=UIt=5V×1A×20s=100J$;
线圈产生的热量:$Q=I^2Rt=(1A)^2×1Ω×20s=20J$;
转化的机械能:$W_{机}=W_{总}-Q=100J-20J=80J$;
电动机的效率:$\eta=\frac{W_{机}}{W_{总}}×100\%=\frac{80J}{100J}×100\%=80\%$。
【答案】
(1) 刚转过;(2) 左;(3) 80%
【知识点】
直流电动机原理、滑动变阻器的使用、电动机效率计算
【点评】
本题属于基础题型,涵盖直流电动机的核心知识点,注重对基础知识的理解与简单应用,难度适中,适合学生巩固相关概念。
【难度系数】
0.6
本题围绕直流电动机的相关知识设置三个问题,需分别结合换向器的作用、电动机转速的影响因素、电动机效率的计算方法逐一分析:
1. 第一问需明确换向器的功能:直流电动机中,线圈转动到平衡位置时,若电流方向不变,线圈会受阻碍反向摆动,因此换向器需在线圈刚转过平衡位置时改变电流方向,保证线圈持续转动。
2. 第二问要理解电动机转速与电流的关系:电动机转速由线圈受力决定,电流越大,受力越大,转速越快;要增大电流需减小滑动变阻器接入电路的电阻,结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向。
3. 第三问需掌握电动机效率的计算逻辑:电动机消耗的总电能分为两部分,一部分转化为机械能,一部分转化为线圈的内能,效率为机械能与总电能的比值。
【解析】
(1) 直流电动机的换向器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,使线圈能持续转动,故填“刚转过”。
(2) 电动机转速与电路电流大小有关,电流越大,转速越快。要增大电流,需减小滑动变阻器接入电路的电阻。由图乙可知,滑动变阻器接入的是左下接线柱,当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,电路中电流增大,电动机转速增大,故填“左”。
(3) 电动机消耗的总电能:$W_{总}=UIt=5V×1A×20s=100J$;
线圈产生的热量:$Q=I^2Rt=(1A)^2×1Ω×20s=20J$;
转化的机械能:$W_{机}=W_{总}-Q=100J-20J=80J$;
电动机的效率:$\eta=\frac{W_{机}}{W_{总}}×100\%=\frac{80J}{100J}×100\%=80\%$。
【答案】
(1) 刚转过;(2) 左;(3) 80%
【知识点】
直流电动机原理、滑动变阻器的使用、电动机效率计算
【点评】
本题属于基础题型,涵盖直流电动机的核心知识点,注重对基础知识的理解与简单应用,难度适中,适合学生巩固相关概念。
【难度系数】
0.6
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