5. 如图所示的是某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，$OO'$为转轴。闭合开关，从$O$点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（）

A.螺线管$F$端为$N$极，$P$端为$N$极
B.图中线圈平面恰好处于平衡位置
C.若将电源的正、负极对调，从$O$点沿转轴$OO'$观察，线圈仍顺时针转动
D.图示装置工作时把机械能转化为电能

C

【分析】
要解决本题，需掌握安培定则、电动机的工作原理、平衡位置的特点、影响电动机转动方向的因素及电动机的能量转化。步骤如下：1. 确定电路电流方向，用安培定则判断螺线管磁极，分析选项A；2. 明确平衡位置是线圈平面与磁感线垂直的位置，判断选项B；3. 分析电动机转动方向与电流、磁场方向的关系，判断选项C；4. 区分电动机和发电机的能量转化，判断选项D。
【解析】
1. 选项A：闭合开关，电流从电源正极流出。根据安培定则，左侧螺线管EF中电流从E端流入，结合绕线方式，E端为N极，F端为S极；右侧螺线管PQ中电流从P端流入，结合绕线方式，Q端为N极，P端为S极。故F端和P端均为S极，A错误。
2. 选项B：线圈的平衡位置是线圈平面与磁感线垂直的位置，此时线圈受力平衡，无法转动。图示线圈平面与磁感线不垂直，不是平衡位置，B错误。
3. 选项C：电动机转动方向由线圈电流方向和磁场方向共同决定。对调电源正负极后，电路电流整体反向，螺线管磁场方向也反向；同时线圈中电流反向，根据安培力公式F=BIL，B和I均反向时，安培力方向不变，因此线圈转动方向不变，仍顺时针转动，C正确。
4. 选项D：图示为电动机，工作时将电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，D错误。
【答案】
C
【知识点】
安培定则、电动机原理、影响电动机转动方向的因素
【点评】
本题综合考查电动机相关知识，需熟练运用安培定则判断磁极，理解平衡位置、转动方向的影响因素及能量转化，对学生的知识应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.5

6. 如图所示，一束电子自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到磁场力的作用，向纸面内偏转。
(1)若将两个磁极对调后，电子束将偏转。
(2)若磁极不变，把电子束换成带正电的粒子束，则此粒子束将偏转。
(3)若换成不带电的粒子束，则此粒子束将(填“发生”或“不发生”)偏转。

(1)向纸面外 (2)向纸面外 (3)不发生
【点拨】(1)若将两个磁极对调后,电流方向不变,磁场方向与原来相反,电子束受力方向与原来相反,故电子束偏转方向与原来相反,电子束将向纸面外偏转。(2)若磁极不变,把电子束换成带正电的粒子束,电流的方向与原来相反,粒子束受力方向与原来相反,故偏转方向与原来相反,粒子束将向纸面外偏转。(3)若换成不带电的粒子束,则无电流通过磁场,故此粒子束不发生偏转。

【分析】
要解决本题，需明确运动电荷在磁场中受洛伦兹力，关键是确定等效电流方向（电子带负电，运动方向与电流方向相反），结合磁场方向，利用左手定则判断受力方向；不带电粒子不受洛伦兹力，不会偏转。具体思路：先分析原磁场、原电子受力的方向，再分别讨论磁极对调、换正电荷、换不带电粒子三种情况的受力变化，进而确定偏转情况。
【解析】
(1) 原磁场方向：N极在上、S极在下，磁场方向竖直向下；电子自右向左运动，带负电，等效电流方向为自左向右，此时电子向纸面内偏转，说明受力向纸面内。磁极对调后，磁场方向变为竖直向上，电流方向不变，因此受力方向与原来相反，电子束向纸面外偏转。
(2) 磁极不变，磁场仍竖直向下；换成带正电的粒子束，正电荷运动方向自右向左，等效电流方向与正电荷运动方向相同（即自右向左），与原电子的等效电流方向相反，因此受力方向与原电子受力方向相反，粒子束向纸面外偏转。
(3) 不带电的粒子束，在磁场中不受洛伦兹力作用，因此不会发生偏转。
【答案】
(1)向纸面外 (2)向纸面外 (3)不发生
【知识点】
洛伦兹力、电流方向、磁场对运动电荷的作用
【点评】
本题考查洛伦兹力的方向判断，核心是明确负电荷的电流方向与运动方向相反，以及电荷正负、磁场方向变化对受力方向的影响，属于基础题型，需牢记左手定则的应用（注意负电荷的四指指向与运动方向相反）。
【难度系数】
0.6

7. （新考法 装置新）小荣利用带风叶的电动机等器材制作了一款“书桌神器”，它既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。内部结构如图甲所示，其工作原理如图乙所示。

(1)图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是。
(2)将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速变。
(3)对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价等级表，分析该模型的“指标二”所处的评价等级（填“优秀”“合格”或“待改进”），并说明理由：。

(1)改变通过电动机电流的方向 (2)慢 (3)合格;由图甲可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面;吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出

【分析】
1. 第(1)问：电动机转动方向由电流方向和磁场方向决定，本题切换开关S时，会改变电动机中电流的方向，据此可判断转向改变，需明确电动机转向的影响因素。
2. 第(2)问：旋钮OP相当于滑动变阻器，转动时会改变接入电路的电阻，进而改变电路电流；电动机转速与电流大小有关，电流越小转速越慢，据此判断转速变化。
3. 第(3)问：需结合图甲的装置结构，分析吸纸屑、吹风时阀门的状态，进而判断“指标二”的评价等级，关键是理解不同工作状态下各部件的作用。
【解析】
(1) 电动机的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，图乙中切换开关S时，改变了通过电动机的电流方向，因此电动机的转向会改变。
(2) 旋钮OP相当于滑动变阻器，当旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小；电动机的转速与电流大小有关，电流越小，电动机转速越慢，因此转速变慢。
(3) 该模型的“指标二”为合格。理由：由图甲可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，纸屑被吸入收集盒，同时部分纸屑被吸到隔板下方；吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下方的纸屑会被吹出，符合合格的评价标准。
【答案】
(1)改变通过电动机电流的方向；(2)慢；(3)合格；由图甲可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面；吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出
【知识点】
电动机转向的影响因素、滑动变阻器的应用、装置功能分析
【点评】
本题以“书桌神器”为情境，将电动机、滑动变阻器等物理知识与实际装置结合，考查学生对物理原理的理解和应用能力，属于新考法的情境题，需结合装置结构分析工作过程，注重理论联系实际。
【难度系数】
0.5

8. （新考法 角度新）某款人形机器人配备了多达43个关节电动机，这类关节电动机有别于传统的有刷电动机，是利用直流无刷电动机进行驱动的，再搭配AI技术实现全身运动控制，能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。直流无刷电动机的内部结构如图所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。

(1)如果需要每个电动机独立工作，彼此互不影响，电动机之间应该是联的。
(2)为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的个螺线圈通电。
(3)为驱动图中的直流无刷电动机顺时针转动，此时通电方案最合理的是（填字母）。

(1)并 (2)二 (3)C 【点拨】(2)为了使直流无刷电动机转动效果更好,应该对三个螺线圈中的两个螺线圈通电。
(3)根据安培定则和第(2)问可知,要想驱动直流无刷电动机顺时针转动,应该使左下角通电螺线圈靠近转子侧为S极,右下角通电螺线圈靠近转子侧为N极,上方螺线圈无磁性,此时通电方案最合理的是C。

【分析】
首先，第(1)问需依据电路连接方式的特点判断：并联电路中各用电器独立工作、互不影响，串联电路中用电器互相影响，要让电动机独立工作，应选并联；第(2)问，为使电动机转动效果更好，需形成合适的驱动磁场，对两个螺线圈通电时能提供合适强度和方向的磁场，比单个线圈效果好，三个线圈通电的磁场分布不利于驱动；第(3)问，要让永磁体顺时针转动，需根据安培定则判断螺线圈磁极，结合转动方向要求选择对应通电方案。
【解析】
(1) 并联电路的特点是各支路用电器独立工作、互不影响，因此要使每个电动机独立工作，彼此互不影响，电动机之间应并联；
(2) 对直流无刷电动机的三个螺线圈，仅对1个通电时磁场强度不足，对3个通电时磁场分布不利于驱动永磁体，对2个通电时能形成合适的磁场，使电动机转动效果更好，故应选2个；
(3) 根据安培定则，要驱动永磁体顺时针转动，需让左下角通电螺线圈靠近转子侧为S极，右下角通电螺线圈靠近转子侧为N极，上方螺线圈不通电，符合该要求的通电方案是选项C。
【答案】
(1)并 (2)二 (3)C
【知识点】
电路的并联特点、安培定则、电动机的工作原理
【点评】
本题结合直流无刷电动机的实际应用，考查电路连接方式、安培定则等知识点，体现了物理知识在科技中的应用，要求学生将所学知识迁移到实际问题中，难度适中。
【难度系数】
0.5