3.我国家庭电路使用的是电流大小和方向不断变化的交流电，白炽灯是一种电流通过灯丝发热发光的电灯，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图20.4-3所示，可以观察到灯丝抖动，是因为磁场对通电导体，且灯丝受力的方向和大小因而改变，所以发生抖动。

图20.4-3

3. 有力的作用 电流的方向和大小

【分析】
要解答本题，需结合磁场对通电导体的作用规律和交流电的特点分析：首先，通电导体在磁场中会受到力的作用，这是第一个空的原理；其次，家庭电路使用的交流电，电流的大小和方向随时间不断变化，而通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，受力的大小与电流大小有关，因此电流变化时，灯丝受力的方向和大小会改变，导致灯丝抖动。
【解析】
1. 第一个空：通电导体在磁场中会受到力的作用，这是磁场对通电导体的基本作用，因此此处填“有力的作用”。
2. 第二个空：由于是交流电，电流的大小和方向不断变化；在磁场方向固定时，通电导体受力方向由电流方向决定，受力大小由电流大小决定，因此灯丝受力的方向和大小会因电流的方向和大小而改变，导致灯丝抖动，此处填“电流的方向和大小”。
【答案】
有力的作用；电流的方向和大小
【知识点】
磁场对通电导体的作用；交流电的特点
【点评】
本题结合生活中的白炽灯现象，考查基础知识点的应用，难度适中，需掌握通电导体在磁场中受力的影响因素和交流电的特性。
【难度系数】
0.6

4.如图20.4-4所示，电源电压恒为10 V，滑动变阻器R的最大电阻为20 Ω，直流电动机M的额定电压为6 V，线圈电阻为2 Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为，此时电路中的电流为A，电动机通电100 s产生的内能为J。

4. 机械能 0.4 32

【分析】首先明确电路连接：滑动变阻器R与电动机M串联，电流表测电路电流，电压表测电动机两端电压。电源电压恒为10V，电动机正常工作时两端电压为额定电压6V，需先求出滑动变阻器两端电压，结合滑动变阻器中点的电阻，用欧姆定律算出电路电流；电动机工作时主要将电能转化为机械能，其产生的内能需用焦耳定律计算（电动机是非纯电阻用电器，不能用欧姆定律直接计算内能）。
【解析】
1. 求滑动变阻器两端电压：串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压U=10V，电动机额定电压U_M=6V，因此滑动变阻器两端电压U_R = U - U_M = 10V - 6V = 4V。
2. 求滑动变阻器接入电阻：滑片P移到中点，滑动变阻器最大电阻20Ω，故接入电阻R = 20Ω/2 = 10Ω。
3. 求电路电流：串联电路电流处处相等，根据欧姆定律I = U/R，得电路电流I = U_R / R = 4V / 10Ω = 0.4A。
4. 求电动机产生的内能：电动机线圈电阻R_M=2Ω，通电时间t=100s，根据焦耳定律Q = I²R_M t，代入数据得Q = (0.4A)² × 2Ω × 100s = 32J。
5. 电动机的能量转化：电动机工作时，主要将电能转化为机械能，少量转化为内能。
【答案】机械能；0.4；32
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律、电动机能量转化
【点评】本题考查电动机电路的综合分析，核心是区分纯电阻与非纯电阻用电器的计算方法，需掌握串联电路的电压、电流规律，属于中等难度的电路应用题，易错点是电动机内能的计算不能用UIt，必须用焦耳定律。
【难度系数】0.6

5.下列家用电器中应用到电动机的是 （）

A.电热水器
B.电饭锅
C.洗衣机
D.电热毯

5.C

【分析】
要解决这道题，需先明确电动机的核心作用：电动机是将电能转化为机械能的装置，工作时会带动部件转动。接下来分析各家用电器的工作原理，判断是否用到电动机：若电器工作时主要将电能转化为内能，一般利用电流的热效应，无电动机；若工作时需要转动部件，通常用到电动机。
【解析】
A选项电热水器、B选项电饭锅、D选项电热毯，都是利用电流的热效应工作，将电能转化为内能（热量），没有用到电动机；C选项洗衣机工作时，依靠电动机带动滚筒转动，将电能转化为机械能，应用了电动机。
【答案】
C
【知识点】
电动机的应用、电流的热效应
【点评】
本题考查家用电器的工作原理，属于初中物理基础知识点，需区分电能转化的不同形式，难度不大，适合巩固基础。
【难度系数】
0.8

6.直流电动机模型通电后不转动，但用手拨动一下就能转动起来了，出现这种现象的原因可能是（）

A.换向器与电刷未接触
B.启动时线圈恰好在平衡位置
C.磁体的磁性不够强
D.电源的正、负极接反了

6.B

【分析】要解决本题，需掌握直流电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动，当线圈处于平衡位置时，受到的磁场力是一对平衡力，合力为零，线圈静止。接下来逐一分析选项：A选项若换向器与电刷未接触，电路断路，线圈无电流，拨动也无法转动；B选项启动时线圈在平衡位置，受力平衡，通电不转，拨动后离开平衡位置，受力不平衡即可转动；C选项磁性不够强会导致线圈受力小，拨动后也可能无法转动，不符合题意；D选项电源正负极接反仅改变转动方向，不会导致通电不转。
【解析】直流电动机通电后不转动，拨动后能转动，说明线圈无断路故障，仅初始位置受力特殊。具体分析各选项：
1. A选项：换向器与电刷未接触，电路断开，线圈中无电流，不受磁场力，即使拨动也不会转动，排除；
2. B选项：平衡位置是线圈受力平衡的位置，此时通电线圈合力为零，静止不转；用手拨动线圈使其离开平衡位置后，受力不再平衡，线圈即可转动，符合题意；
3. C选项：磁体磁性不够强，线圈受力小，可能转动无力或不转，但拨动后若磁性不足仍可能无法持续转动，不符合“拨动一下就能转动”的特点，排除；
4. D选项：电源正负极接反，只会改变线圈受力方向（即转动方向），不会导致通电不转动，排除。
【答案】B
【知识点】直流电动机工作原理、平衡位置
【点评】本题考查直流电动机的基础工作原理，重点是理解线圈在平衡位置的受力特点，需区分电动机不转的不同故障原因，属于概念理解类基础题。
【难度系数】0.5

7. 如图20.4-5所示是直流电动机的模型。闭合开关后，线圈顺时针转动。若要线圈逆时针转动，下列方法可行的是（）

A.只改变电流方向
B.只改变电流大小
C.换用磁性更强的磁铁
D.对调磁体磁极，同时改变电流方向

7.A

【分析】
要解决本题，需掌握直流电动机线圈转动方向的决定因素：通电线圈在磁场中受力的方向由电流方向和磁场方向共同决定，仅改变其中一个因素时，受力方向会改变；若同时改变两个因素，受力方向不变。题目要求线圈从顺时针转动变为逆时针转动，即需改变受力方向，因此只需单独改变电流方向或磁场方向，据此逐一分析选项。
【解析】
直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，线圈转动方向与电流方向、磁场方向有关：
选项A：只改变电流方向，磁场方向不变，受力方向改变，线圈转动方向变为逆时针，符合要求；
选项B：只改变电流大小，只会改变受力的大小，不会改变受力方向，线圈转动方向不变，不符合；
选项C：换用磁性更强的磁铁，只会增大受力的大小，不会改变转动方向，不符合；
选项D：对调磁体磁极（改变磁场方向）同时改变电流方向，两个因素同时改变，受力方向不变，线圈仍顺时针转动，不符合。
综上，正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
直流电动机原理；磁场对通电导体的作用
【点评】
本题考查直流电动机转动方向的影响因素，属于电磁学基础题，需明确受力方向与电流、磁场方向的关系，是常考知识点。
【难度系数】
0.6

8.选项中的实验，能说明电动机工作原理的是（）

8.D

【分析】首先明确电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，实验装置需有电源提供电能，将电能转化为机械能；而发电机原理是电磁感应，装置无电源，靠导体切割磁感线产生感应电流。解题时需分析各选项实验的装置特点，判断是否符合电动机原理，进而选出正确选项。
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，其实验装置必须包含电源，用于给导体通电，使导体在磁场中受力运动。对各选项分析：A选项为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，与电动机原理无关；B选项为电磁感应实验，是发电机的工作原理，装置无电源，靠运动产生电流；C选项为电磁铁相关实验，利用电流的磁效应；D选项装置有电源，通电后导体在磁场中受力运动，符合电动机的工作原理，因此选D。
【答案】D
【知识点】电动机工作原理、电磁感应、电流的磁效应
【点评】本题考查电动机工作原理的辨析，核心是区分电动机（有电源、通电受力）与发电机（无电源、电磁感应）的实验装置，属于电磁学基础知识点的应用，需准确记忆两类实验的装置差异。
【难度系数】0.5