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1. 自制的简易电动机模型如图所示。
（1）绕制线圈的铜丝外面有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够。
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应（多选，填字母）。
A. 使线圈中电流减小
B. 将线圈转动一定角度
C. 增大电源电压
D. 更换一块磁性更强的磁体
（3）通电后线圈转动，若要改变转动方向，可采取的做法：、。
（1）绕制线圈的铜丝外面有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够。
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应（多选，填字母）。
A. 使线圈中电流减小
B. 将线圈转动一定角度
C. 增大电源电压
D. 更换一块磁性更强的磁体
（3）通电后线圈转动，若要改变转动方向，可采取的做法：、。
答案
解：
（1）持续转动
（2）BCD
（3）对调电源的正负极，改变线圈中的电流方向 对调磁体的N、S极，改变磁场方向
（1）持续转动
（2）BCD
（3）对调电源的正负极，改变线圈中的电流方向 对调磁体的N、S极，改变磁场方向
解析
【分析】
要解决这道简易电动机的问题，需结合电动机的工作原理逐步分析：
1. 刮漆处理的目的：简易电动机中，线圈引出线采用“一端全刮漆、一端半刮漆”的方式，是为了让线圈转动半周时自动断电，依靠惯性转过平衡位置，半周后再次通电受力，实现持续转动，相当于简易换向器的作用。
2. 线圈不动的故障处理：线圈不动可能是处于平衡位置（受力平衡）、电流过小（受力不足）、磁场过弱（受力不足），需对应调整：转动线圈脱离平衡位置、增大电流、增强磁场。
3. 转动方向的改变：通电线圈在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关，改变其中一个因素即可改变转动方向。
【解析】
（1）对线圈引出线刮漆时，一端全部刮去漆皮，另一端只刮半周：当线圈转动半周时，电路断开，线圈依靠惯性转过平衡位置；转动半周后，电路再次接通，线圈受力方向不变，从而能够持续转动，因此刮漆的目的是使线圈能够持续转动。
（2）接上电源后线圈不动，分析各选项：
A. 使线圈中电流减小：会让线圈受力更小，更难转动，错误；
B. 将线圈转动一定角度：可让线圈脱离平衡位置，打破受力平衡，正确；
C. 增大电源电压：能增大线圈中的电流，增大受力，正确；
D. 更换一块磁性更强的磁体：可增强磁场，增大受力，正确；
故选BCD。
（3）通电线圈的转动方向由电流方向和磁场方向决定，因此改变转动方向的方法：对调电源的正负极，改变线圈中的电流方向；或对调磁体的N、S极，改变磁场方向。
【答案】
（1）持续转动；（2）BCD；（3）对调电源的正负极，改变线圈中的电流方向；对调磁体的N、S极，改变磁场方向
【知识点】
电动机原理、磁场对电流的作用、改变转动方向的方法
【点评】
本题考查简易电动机的制作原理、故障处理及转动方向的改变，属于初中物理电磁学的基础知识点，需理解电动机的工作过程和受力方向的影响因素，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道简易电动机的问题，需结合电动机的工作原理逐步分析：
1. 刮漆处理的目的：简易电动机中，线圈引出线采用“一端全刮漆、一端半刮漆”的方式，是为了让线圈转动半周时自动断电，依靠惯性转过平衡位置，半周后再次通电受力，实现持续转动，相当于简易换向器的作用。
2. 线圈不动的故障处理：线圈不动可能是处于平衡位置（受力平衡）、电流过小（受力不足）、磁场过弱（受力不足），需对应调整：转动线圈脱离平衡位置、增大电流、增强磁场。
3. 转动方向的改变：通电线圈在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关，改变其中一个因素即可改变转动方向。
【解析】
（1）对线圈引出线刮漆时，一端全部刮去漆皮，另一端只刮半周：当线圈转动半周时，电路断开，线圈依靠惯性转过平衡位置；转动半周后，电路再次接通，线圈受力方向不变，从而能够持续转动，因此刮漆的目的是使线圈能够持续转动。
（2）接上电源后线圈不动，分析各选项：
A. 使线圈中电流减小：会让线圈受力更小，更难转动，错误；
B. 将线圈转动一定角度：可让线圈脱离平衡位置，打破受力平衡，正确；
C. 增大电源电压：能增大线圈中的电流，增大受力，正确；
D. 更换一块磁性更强的磁体：可增强磁场，增大受力，正确；
故选BCD。
（3）通电线圈的转动方向由电流方向和磁场方向决定，因此改变转动方向的方法：对调电源的正负极，改变线圈中的电流方向；或对调磁体的N、S极，改变磁场方向。
【答案】
（1）持续转动；（2）BCD；（3）对调电源的正负极，改变线圈中的电流方向；对调磁体的N、S极，改变磁场方向
【知识点】
电动机原理、磁场对电流的作用、改变转动方向的方法
【点评】
本题考查简易电动机的制作原理、故障处理及转动方向的改变，属于初中物理电磁学的基础知识点，需理解电动机的工作过程和受力方向的影响因素，难度适中。
【难度系数】
0.5
2. 小明自制的电动机如图所示。
（1）小明发现电动机始终只能在某位置晃动而不能持续转动，请帮他分析原因。
（2）某次实验时线圈与磁铁接触使得线圈无法转动，此时小明发现线圈特别烫，试分析原因。
（1）小明发现电动机始终只能在某位置晃动而不能持续转动，请帮他分析原因。
（2）某次实验时线圈与磁铁接触使得线圈无法转动，此时小明发现线圈特别烫，试分析原因。
答案
解：
（1）线圈停留晃动的位置是平衡位置，此时线圈两个边所受的磁场力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈受力平衡；该简易电动机没有设置换向结构（或线圈两端引线的绝缘漆未按要求只刮掉半周），线圈无法依靠惯性转过平衡位置，因此只能在该位置附近晃动，不能持续转动。
（2）线圈无法转动时，没有机械能的输出，电能全部转化为内能，此时电路相当于纯电阻电路；线圈的电阻很小，电源电压不变的情况下，根据欧姆定律可知电路中的电流很大，短时间内电流通过线圈会产生大量的热量，因此线圈会特别烫。
（1）线圈停留晃动的位置是平衡位置，此时线圈两个边所受的磁场力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈受力平衡；该简易电动机没有设置换向结构（或线圈两端引线的绝缘漆未按要求只刮掉半周），线圈无法依靠惯性转过平衡位置，因此只能在该位置附近晃动，不能持续转动。
（2）线圈无法转动时，没有机械能的输出，电能全部转化为内能，此时电路相当于纯电阻电路；线圈的电阻很小，电源电压不变的情况下，根据欧姆定律可知电路中的电流很大，短时间内电流通过线圈会产生大量的热量，因此线圈会特别烫。
解析
【分析】
要解决这两个问题，需结合简易电动机的结构特点、工作原理及电路能量转化分析：
（1）电动机持续转动的核心是在线圈转过平衡位置时改变电流方向，从而调整受力方向。简易电动机缺少换向结构，或线圈引线绝缘漆未按要求处理，导致线圈转到平衡位置时受力平衡，无法继续转动，只能晃动。
（2）线圈卡住不转时，电路为通路，线圈电阻很小，电源电压不变时电流会很大，电能无法转化为机械能，全部转化为内能，因此线圈发烫。
【解析】
（1）电动机的线圈转动到平衡位置时，线圈两个边所受磁场力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈受力平衡。该简易电动机没有设置换向结构（或线圈两端引线的绝缘漆未按要求只刮掉半周），无法在线圈转过平衡位置时自动改变电流方向，使线圈受力方向改变，因此线圈无法依靠惯性转过平衡位置，只能在该位置附近晃动，不能持续转动。
（2）线圈与磁铁接触无法转动时，电路仍为通路，线圈相当于电阻很小的纯电阻。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电源电压$U$不变，线圈电阻$R$很小，所以电路中的电流$I$很大。此时电能无法转化为机械能，全部转化为内能，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，短时间内会产生大量热量，因此线圈特别烫。
【答案】
（1）线圈停留晃动的位置是平衡位置，此时线圈两个边所受的磁场力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈受力平衡；该简易电动机没有设置换向结构（或线圈两端引线的绝缘漆未按要求只刮掉半周），线圈无法依靠惯性转过平衡位置，因此只能在该位置附近晃动，不能持续转动。
（2）线圈无法转动时，没有机械能的输出，电能全部转化为内能，此时电路相当于纯电阻电路；线圈的电阻很小，电源电压不变的情况下，根据欧姆定律可知电路中的电流很大，短时间内电流通过线圈会产生大量的热量，因此线圈会特别烫。
【知识点】
电动机的换向器、焦耳定律、电流的热效应
【点评】
本题围绕简易电动机的工作原理和故障展开，考查了平衡位置、换向器的作用以及焦耳定律的应用，是初中电磁学的基础应用题型，需要学生理解电动机持续转动的条件和电路故障的能量转化特点。
【难度系数】
0.5
要解决这两个问题，需结合简易电动机的结构特点、工作原理及电路能量转化分析：
（1）电动机持续转动的核心是在线圈转过平衡位置时改变电流方向，从而调整受力方向。简易电动机缺少换向结构，或线圈引线绝缘漆未按要求处理，导致线圈转到平衡位置时受力平衡，无法继续转动，只能晃动。
（2）线圈卡住不转时，电路为通路，线圈电阻很小，电源电压不变时电流会很大，电能无法转化为机械能，全部转化为内能，因此线圈发烫。
【解析】
（1）电动机的线圈转动到平衡位置时，线圈两个边所受磁场力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈受力平衡。该简易电动机没有设置换向结构（或线圈两端引线的绝缘漆未按要求只刮掉半周），无法在线圈转过平衡位置时自动改变电流方向，使线圈受力方向改变，因此线圈无法依靠惯性转过平衡位置，只能在该位置附近晃动，不能持续转动。
（2）线圈与磁铁接触无法转动时，电路仍为通路，线圈相当于电阻很小的纯电阻。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电源电压$U$不变，线圈电阻$R$很小，所以电路中的电流$I$很大。此时电能无法转化为机械能，全部转化为内能，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，短时间内会产生大量热量，因此线圈特别烫。
【答案】
（1）线圈停留晃动的位置是平衡位置，此时线圈两个边所受的磁场力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈受力平衡；该简易电动机没有设置换向结构（或线圈两端引线的绝缘漆未按要求只刮掉半周），线圈无法依靠惯性转过平衡位置，因此只能在该位置附近晃动，不能持续转动。
（2）线圈无法转动时，没有机械能的输出，电能全部转化为内能，此时电路相当于纯电阻电路；线圈的电阻很小，电源电压不变的情况下，根据欧姆定律可知电路中的电流很大，短时间内电流通过线圈会产生大量的热量，因此线圈会特别烫。
【知识点】
电动机的换向器、焦耳定律、电流的热效应
【点评】
本题围绕简易电动机的工作原理和故障展开，考查了平衡位置、换向器的作用以及焦耳定律的应用，是初中电磁学的基础应用题型，需要学生理解电动机持续转动的条件和电路故障的能量转化特点。
【难度系数】
0.5
3. 在某中学开展的科技活动中，小明同学用一个泡沫塑料块、两节干电池、两个相同的小电动机（带自制的螺旋桨）、一根铅笔芯、一个开关、铜导线等器材，成功地制作了一艘可调速的电动船，并在学校获奖。他绘制的该电动船的简易结构图如图所示。
（1）请分析铅笔芯和铜环在该电路中起到的作用。
（2）根据电动船的结构图，画出它的电路图。
（1）请分析铅笔芯和铜环在该电路中起到的作用。
（2）根据电动船的结构图，画出它的电路图。
答案
解：
（1）铅笔芯的主要成分是石墨，属于导体且有一定的电阻，铜环可以在铅笔芯上滑动，二者共同构成滑动变阻器；作用是通过改变接入电路的铅笔芯的长度，改变接入电路的电阻大小，从而改变电路中的电流，调节两个电动机的转速，实现电动船的调速功能。
（2）电路图结构：将两节串联的干电池作为电源，电流从电源正极流出后，接入由铅笔芯、铜环组成的滑动变阻器，之后电流分为两条支路分别通入两个并联的电动机，两支路电流汇合后经过开关S，回到电源负极，形成完整闭合回路。
（电路图符号示意：依次画出电源符号、滑动变阻器符号，滑动变阻器后连接两个并联的电动机符号，最后串联开关符号，所有元件用导线顺次连接成闭合回路即可。）
（1）铅笔芯的主要成分是石墨，属于导体且有一定的电阻，铜环可以在铅笔芯上滑动，二者共同构成滑动变阻器；作用是通过改变接入电路的铅笔芯的长度，改变接入电路的电阻大小，从而改变电路中的电流，调节两个电动机的转速，实现电动船的调速功能。
（2）电路图结构：将两节串联的干电池作为电源，电流从电源正极流出后，接入由铅笔芯、铜环组成的滑动变阻器，之后电流分为两条支路分别通入两个并联的电动机，两支路电流汇合后经过开关S，回到电源负极，形成完整闭合回路。
（电路图符号示意：依次画出电源符号、滑动变阻器符号，滑动变阻器后连接两个并联的电动机符号，最后串联开关符号，所有元件用导线顺次连接成闭合回路即可。）
解析
【分析】
要解决这道题，需先分析实物图中各元件的作用：铅笔芯主要成分为石墨（导体且有电阻），铜环滑动时可改变接入电路的铅笔芯长度，从而改变电阻；再结合电路结构判断电动机的连接方式，进而完成问题解答。
【解析】
（1）铅笔芯的主要成分是石墨，石墨属于导体且具有一定电阻；铜环可在铅笔芯上滑动，当铜环滑动时，接入电路的铅笔芯长度发生变化，根据电阻与导体长度的关系，接入电路的电阻随之改变，因此铅笔芯和铜环共同构成滑动变阻器，作用是通过改变接入电路的电阻来改变电路中的电流，从而调节两个电动机的转速，实现电动船的调速功能。
（2）根据实物图，电路结构为：两节串联的干电池作为电源，电流从电源正极流出后，经过由铅笔芯和铜环组成的滑动变阻器，之后分为两条支路分别通入两个并联的电动机，两支路电流汇合后经过开关S，回到电源负极，形成完整闭合回路。据此画出电路图：依次画出电源符号、滑动变阻器符号，滑动变阻器后连接两个并联的电动机符号，最后串联开关符号，用导线连接成闭合回路即可。
【答案】
（1）铅笔芯和铜环共同构成滑动变阻器，通过改变接入电路的铅笔芯长度改变接入电路的电阻，从而改变电路中的电流，调节两个电动机的转速，实现电动船的调速功能。
（2）电路图：电源（两节串联）→滑动变阻器→两个并联的电动机→开关→电源，形成闭合回路（元件符号按电路连接规范绘制）。
【知识点】
滑动变阻器原理、并联电路、电路的组成
【点评】
本题结合科技制作的实际场景，将滑动变阻器的应用与电路连接知识结合，考查学生从实物图分析电路结构的能力，注重理论联系实际，是基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先分析实物图中各元件的作用：铅笔芯主要成分为石墨（导体且有电阻），铜环滑动时可改变接入电路的铅笔芯长度，从而改变电阻；再结合电路结构判断电动机的连接方式，进而完成问题解答。
【解析】
（1）铅笔芯的主要成分是石墨，石墨属于导体且具有一定电阻；铜环可在铅笔芯上滑动，当铜环滑动时，接入电路的铅笔芯长度发生变化，根据电阻与导体长度的关系，接入电路的电阻随之改变，因此铅笔芯和铜环共同构成滑动变阻器，作用是通过改变接入电路的电阻来改变电路中的电流，从而调节两个电动机的转速，实现电动船的调速功能。
（2）根据实物图，电路结构为：两节串联的干电池作为电源，电流从电源正极流出后，经过由铅笔芯和铜环组成的滑动变阻器，之后分为两条支路分别通入两个并联的电动机，两支路电流汇合后经过开关S，回到电源负极，形成完整闭合回路。据此画出电路图：依次画出电源符号、滑动变阻器符号，滑动变阻器后连接两个并联的电动机符号，最后串联开关符号，用导线连接成闭合回路即可。
【答案】
（1）铅笔芯和铜环共同构成滑动变阻器，通过改变接入电路的铅笔芯长度改变接入电路的电阻，从而改变电路中的电流，调节两个电动机的转速，实现电动船的调速功能。
（2）电路图：电源（两节串联）→滑动变阻器→两个并联的电动机→开关→电源，形成闭合回路（元件符号按电路连接规范绘制）。
【知识点】
滑动变阻器原理、并联电路、电路的组成
【点评】
本题结合科技制作的实际场景，将滑动变阻器的应用与电路连接知识结合，考查学生从实物图分析电路结构的能力，注重理论联系实际，是基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
