10. 老师带领同学们“探究磁场对通电直导线的作用”活动中，按照如图所示组装好了实验器材.
(1)连接好电路，开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片，导体棒$ab$不动；闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，看到导体棒$ab$向右运动.为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，实验(选填“能”或“不能”)成功，塑料棒是(选填“导体”或“绝缘体”)，上述实验现象说明磁场对有力的作用，(选填“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的.

(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，发现导体棒$ab$向右运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与有关.

不能
绝缘体
通电导体
电动机
电流大小

【分析】
(1) 首先明确实验成功的关键是导体棒中有电流通过，这样磁场才会对其产生力的作用。塑料棒是绝缘体，无法导电，换用后电路中无电流通过塑料棒，磁场对其无力的作用，实验不能成功。结合实验现象，闭合开关后通电导体棒在磁场中运动，说明磁场对通电导体有力的作用，电动机正是利用该原理制成的。
(2) 滑动变阻器滑片移动会改变电路电流大小，导体棒运动快慢随之改变，说明力的大小与电流大小有关。
【解析】
(1) 磁场对导体有力的作用的前提是导体中有电流通过，塑料棒是绝缘体，不能导电，换用塑料棒后，无电流通过，磁场对其没有力的作用，实验不能成功。闭合开关后通电的导体棒$ab$在磁场中运动，说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的。
(2) 滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，导体棒$ab$运动缓慢，说明磁场对通电导体的作用力大小与电流大小有关。
【答案】
(1) 不能；绝缘体；通电导体；电动机
(2) 电流大小
【知识点】
磁场对通电导体的作用；导体与绝缘体；电流影响力的大小
【点评】
本题围绕“探究磁场对通电直导线的作用”实验展开，需明确实验的前提条件，区分导体与绝缘体的差异，同时理解影响磁场力大小的因素，注意电动机与电磁铁原理的不同。
【难度系数】
0.6

11. 如图所示是直流电动机的工作原理图，其中$A$、$B$是，$E$、$F$是.线圈通电后，图甲中$ab$段导线受磁场力的方向向上，图丙中$ab$段导线的电流方向是(选填“由$a$到$b$”或“由$b$到$a$”).图丙中$ab$段导线所受磁场力的方向向.

电刷
换向器
由b到a
下

【分析】
首先回忆直流电动机的结构部件，明确电刷和换向器的作用；然后根据换向器的功能判断线圈中电流的变化，再结合左手定则判断受力方向。
1. 先确定直流电动机的组成部分：A、B是与电源相连，起到传导电流作用的部件；E、F是能改变线圈中电流方向的部件。
2. 接着分析电流方向：图甲中ab段电流方向是a到b，当线圈转到图丙位置时，换向器改变了线圈中的电流方向，由此判断ab段的电流方向。
3. 最后判断受力方向：磁场方向不变，电流方向改变，受力方向与原来相反，结合图甲的受力方向得出图丙的受力方向。
【解析】
1. 在直流电动机的工作原理图中，A、B是电刷，其作用是连接电源和线圈，传导电流；E、F是换向器，作用是当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动。
2. 图甲中ab段导线电流方向是由a到b，当线圈转动到图丙位置时，换向器改变了线圈中的电流方向，因此ab段导线的电流方向变为由b到a。
3. 磁场方向始终是从N极指向S极（保持不变），根据左手定则，在磁场方向不变时，电流方向改变，导线所受磁场力的方向也会改变，图甲中ab段受力向上，所以图丙中ab段受力方向向下。
【答案】
电刷；换向器；由b到a；下
【知识点】
直流电动机结构；电流方向判断；磁场力方向判断
【点评】
本题考查直流电动机的结构和工作原理，重点在于理解换向器的作用，以及电流方向、磁场方向对磁场力方向的影响，需熟练运用左手定则分析受力方向。
【难度系数】
0.6

12. 如图所示是小华同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，$AB$是一根金属棒，通过导线连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动(仪器、电路都完好).要想使金属棒运动起来，下列措施可行的是 ()


A.将蹄形磁铁的$N$、$S$极对调
B.换用磁性弱一些的蹄形磁铁
C.换用电压大一些的直流电源
D.将滑动变阻器的滑片向右移动

C

【分析】
首先明确，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱、电路中电流大小有关。闭合开关后金属棒未运动，且仪器、电路都完好，说明此时导体受到的磁场力小于等于摩擦力，需要增大磁场力使金属棒运动。接下来逐一分析选项：
1. 选项A：将蹄形磁铁N、S极对调，仅改变导体受力方向，不改变力的大小，金属棒仍无法运动，不可行；
2. 选项B：换用磁性更弱的磁铁，会减小磁场对导体的作用力，更无法克服摩擦力，不可行；
3. 选项C：换用电压更大的直流电源，电路中电流会增大，磁场对导体的作用力增大，当力大于摩擦力时，金属棒会运动，可行；
4. 选项D：滑片向右移动，滑动变阻器接入电阻变大，电路电流减小，磁场力减小，金属棒更难运动，不可行。
【解析】
要使静止的金属棒运动，需增大磁场对通电导体的作用力（金属棒未运动的原因是受磁场力小于等于摩擦力）：
A. 对调N、S极：仅改变受力方向，力的大小不变，金属棒仍保持静止，排除；
B. 换用磁性弱的蹄形磁铁：磁场对导体的作用力减小，无法克服摩擦力使金属棒运动，排除；
C. 换用电压大一些的直流电源：电路中的电流会增大，磁场对导体的作用力随之增大，当作用力大于摩擦力时，金属棒会运动，符合要求；
D. 将滑动变阻器的滑片向右移动：滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路电流减小，磁场对导体的作用力减小，金属棒仍无法运动，排除。
因此只有选项C的措施可行。
【答案】
C
【知识点】
磁场对通电导体的作用；影响磁场力大小的因素
【点评】
本题考查磁场对通电导体作用的相关知识，需结合摩擦力分析金属棒未运动的本质原因，同时明确磁场力大小的影响因素，进而判断各措施的合理性。
【难度系数】
0.6

13. 如图所示为直流电动机的工作原理.以下相关分析正确的是 ()


A.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B.电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变
C.电动机的线圈转动一周的过程中电流方向改变两次
D.电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好

C

【分析】
要解决这道题，需结合直流电动机的工作原理、能量转化、换向器的作用等知识点，逐个分析选项：
1. 首先回忆电动机的能量转化：电动机工作时，线圈有电阻，电流通过线圈会产生热量，因此消耗的电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，由此可判断A选项的正误；
2. 再考虑换向器的作用：直流电动机的换向器会在线圈转过平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动，所以线圈中的电流方向不是始终不变的，据此判断B选项；
3. 分析线圈转动一周时电流方向的变化：线圈每转过半周（经过一次平衡位置），换向器就会改变一次电流方向，转动一周会经过两次平衡位置，所以电流方向改变两次，以此判断C选项；
4. 最后分析线圈质量的影响：虽然线圈转动利用了惯性，但质量过大时，转动时的阻力会增大，同时会增加电动机的负荷，并非质量越大越好，判断D选项。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：电动机工作过程中，由于线圈存在电阻，电流通过线圈时会产生内能，因此消耗的电能并非全部转化为机械能，而是大部分转化为机械能，小部分转化为内能，故A错误；
选项B：直流电动机配有换向器，当线圈转过平衡位置时，换向器会自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动，所以线圈中的电流方向是周期性变化的，并非保持不变，故B错误；
选项C：电动机的线圈转动一周的过程中，会两次经过平衡位置，每次经过平衡位置时换向器都会改变一次线圈中的电流方向，因此电流方向总共改变两次，故C正确；
选项D：电动机中的线圈转动确实利用了惯性，但线圈质量过大时，转动时受到的阻力会增大，同时会增加电动机的运行负担，不利于电动机正常工作，所以线圈质量并非越大越好，故D错误。
综上，正确答案是C。
【答案】
C
【知识点】
直流电动机工作原理、能量转化、换向器的作用
【点评】
本题考查直流电动机的工作原理及相关特性，需准确掌握换向器的作用、能量转化情况以及惯性对线圈转动的影响，避免对电动机的工作过程产生错误认知。
【难度系数】
0.6