1.用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁,可组装成一个演示用的简易电动机,组装过程如图20 -5 -1甲、乙、丙所示。

图20 -5 -1
(1)图20 -5 -1乙中,铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池正极。铁钉与磁铁间的吸引力(选填“大于”或“小于”)磁铁所受的重力;若磁铁的N极朝上,则磁化后的铁钉的尖端为(选填“N”或“S”)极。
(2)图20 -5 -1丙中,用电线把电池的负极和磁铁连接起来,就有电流通过磁铁和铁钉,铁钉中电流方向是(选填“向上”或“向下”)的;通电的铁钉由于受到了的作用而开始旋转。
(3)这个简易电动机工作时,将电能转化为能。
(4)图20 -5 -1丙中,若要改变铁钉的转动方向,可以改变方向。电动机转动起来后,导线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是(填选项前字母)。
A. 可以加快转动速度 B. 防止铁钉被磁化
C. 防止电流通过时产生过多热量

1.(1)大于 N (2)向下 磁场 (3)机械
(4)电流 C
【解析】(1)磁铁不掉落,说明铁钉与磁铁间的吸引力大于磁铁所受的重力;若磁铁的N极朝上,S极朝下,则磁化后的铁钉根据异名磁极相互吸引可得铁钉的尖端为N极。(2)电源外部电流从正极流向负极,故题图丙中,用电线把电池的负极和磁铁连接起来,通过铁钉的电流方向向下;当有电流通过磁铁和铁钉时,通电的铁钉会受到磁场力的作用而开始旋转,这就是一个简易的电动机。(3)电动机工作时,消耗电能,铁钉转动,获得了机械能,是将电能转化为机械能。(4)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向及磁场方向有关,演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变电流的方向或者磁场的方向;电动机转动起来后,电流通过磁铁的时间越长,产生的热量越多,其温度越高,磁铁磁性减弱;导线下端间歇性地接触磁铁,这样做可以防止电流通过时产生过多热量,选项C符合题意,选项A、B不符合题意。

【分析】
本题围绕简易电动机的组装与工作原理展开，分四小问逐一分析：
1. 第(1)问：磁铁竖直吸在电池正极不掉落，说明受力平衡，铁钉对磁铁的吸引力需克服磁铁的重力，故吸引力大于重力；磁化时，磁铁N极朝上，其下端为S极，根据异名磁极相互吸引，铁钉与磁铁连接的一端为S极，因此铁钉尖端为N极。
2. 第(2)问：电源外部电流从正极流向负极，电池正极在上、负极在下，电流路径为电池正极→铁钉→磁铁→电线→电池负极，所以铁钉中电流方向向下；通电导体在磁场中会受到磁场力的作用，这是电动机的工作原理，因此铁钉在磁场力作用下旋转。
3. 第(3)问：电动机工作时消耗电能，使铁钉转动获得机械能，故能量转化为电能转化为机械能。
4. 第(4)问：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关，改变其中一个方向即可改变转动方向；电动机工作时，电流通过导体产生热量，若持续通电会使温度过高，影响磁铁磁性或电路，间歇性接触可减少通电时间，防止产生过多热量，故选C。
【解析】
(1) 磁铁竖直吸在电池正极时处于静止状态，受力平衡，铁钉对磁铁的吸引力需大于磁铁所受的重力，才能阻止磁铁掉落；磁铁N极朝上，其下端为S极，磁化后的铁钉与磁铁下端（S极）相连，根据异名磁极相互吸引，铁钉与磁铁连接端为S极，因此铁钉尖端为N极。
(2) 电源外部电流从正极流向负极，图丙中电流路径为：电池正极→铁钉→磁铁→电线→电池负极，故铁钉中电流方向向下；通电的铁钉处于磁场中，会受到磁场力的作用，从而开始旋转。
(3) 简易电动机工作时，消耗电能，使铁钉转动获得机械能，因此将电能转化为机械能。
(4) 通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关，要改变铁钉的转动方向，可改变电流方向（或磁场方向）；电动机转动后，若持续通电，电流会产生过多热量，导致温度升高，影响磁铁磁性或电路，导线下端间歇性接触磁铁可减少通电时间，防止电流产生过多热量，故选C。
【答案】
(1)大于；N (2)向下；磁场 (3)机械 (4)电流；C
【知识点】
磁化、电流方向、电动机原理
【点评】
本题通过简易电动机的组装实验，将电磁学基础知识点与实际操作结合，考查学生对电动机工作原理、电流方向、磁化等知识的理解，难度适中，有助于学生巩固理论与实践的联系。
【难度系数】
0.6