1、 六、直流电动机 知能演练提升 ZHINENG YANLIAN TISHENG 能力提升 1.在制作简易电动机的过程中,若要改变电动机的转动方向,可以( ) A.将电源的正负极对调 B.改变通电电流的大小 C.换用磁性更强的磁铁 D.增加电动机的线圈匝数 2.直流电动机工作时,线圈经过垂直磁感线的位置时 A.线圈受力平衡,速度为零 ( ) B.线圈受力平衡,速度不为零 C.线圈受力不平衡,速度为零 D.线圈受力不平衡,速度不为零 3.小明将直流电动机模型接入电路,闭合开关后,发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈 后,直流电动机模型开始正常转动,其原因可
2、能是( ) A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B.电源电压太低 C.线圈刚好处于平衡位置 D.线圈中的电流太小 4.为了保证直流电动机朝一个方向转动,需要的装置是( ) A.继电器 C.变阻器 5. B.电刷 D.换向器 右图是直流电动机的模型示意图,当线圈中通入如图所示方向的电流时,则线圈转动方向为(从左往 右看) ( ) A.顺时针方向 B.逆时针方向 1 C.可以逆时针方向转动,也可以顺时针方向转动 D.不能转动 6.(2017·四川绵阳)一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间,刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲 所示。现将该线圈放在图乙所
3、示的蹄形螺线管间,a、b 为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下 四次操作: ①a 接正极 b 接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流 ②b 接正极 a 接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流 ③a 接正极 b 接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流 ④b 接正极 a 接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流 线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是( ) A.①和③ C.①和④ B.②和④ D.②和③ 7.如图所示,在磁场中放入一个单匝线圈,并按图中所示的方向通入电流。 (1)画出磁感线的方向(画出一条即可)。 (2)通电线圈受到磁场力的作用的边是
4、 受力的作用方向相反的原因是 , 和 (选填“ab”“bc”“cd”或“ad”), 线圈在这样的两个方向相反的力的作用下,产生的效果是 (3)通电线圈在磁场中不会受到磁场力的作用的边是 或“ad”),其原因是 。 。 和 (选填“ab”“bc”“cd” 8.美国已在电磁炮发射试验中取得突破性进展,图甲是用高速摄像机拍下的电磁炮弹发射瞬间。电 磁炮的构造如图乙所示,把待发的炮弹(导体)放置在处于强大磁场中的两条平行导轨上,如果给导 轨通以很大的电流,使炮弹作为一个载流导体,在磁场的作用下,它沿轨道加速运动。在精密度高的 计算机系统的操作下锁定目标,予以定点爆破。 阅读后
5、请回答以下问题。 2 (1)电磁炮发射的工作原理是什么? (2)在理论上要改变电磁炮的发射方向,应该采取什么措施? (3)试猜想,在理论上要继续提高电磁炮的发射速度,可以采取哪些措施? 探究创新 9.晓红同学对电动机很感兴趣,她在家自己装配了一个玩具直流小电动机。在研究了直流电动机的 转向与磁场方向和电流方向的关系后,她很想知道影响直流电动机转速的因素有哪些。现在请你帮 晓红同学一起研究这个问题。 (1)提出问题: (2)猜想与假设:(简单说明猜想的理由) ①影响因素一: 。 猜想的理由: ②影响因素二: 。 猜想的理由: (3)设计实验:(要求设计实验
6、来验证你猜想的影响因素) 。 。 ① ② 。 。 参考答案 知能演练·提升 1.A 若要改变电动机的转动方向,可以只改变磁场方向或电流方向,A 选项中将电源的正负极对调, 改变了电动机中的电流方向,故选项 A 正确;改变通电电流的大小、换用磁性更强的磁铁、增加电 动机的线圈匝数等只能够加快电动机的转速,并不能改变电动机的转动方向,故选项 B、C、D 错误。 3 2.B 线圈经过垂直磁感线的位置,即平衡位置时,受平衡力,但速度不为零。 3.C A项造成电路断路,用手轻轻地碰一下线圈,不会使电路接通;B、D项中,磁场对电流的作用力 太小,用手轻轻地碰一下线圈
7、不会使磁场对电流的作用力增大;若线圈在平衡位置,线圈受平衡力 作用,当用手轻轻地碰一下线圈后,线圈偏离平衡位置,在磁场力的作用下,会正常转动。故 C项正 确。 4.D 5.A 根据电流方向,用右手螺旋定则可以判断出电磁铁的磁极,上端为 N极,下端为 S极;再根据磁 场方向和线圈中的电流方向,用左手定则判断出各边的受力方向:ab边受到垂直纸面向外的力、cd 边受到垂直纸面向里的力,因此线圈沿顺时针方向转动。 6.D ①若乙图中 a接正极 b接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极,与甲图的磁场方向相 反,线圈中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转
8、方向相反;② 若乙图中 b接正极 a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 N极,与甲图的磁场方向相同,线圈 中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;③若乙图 中 a接正极 b接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 S极,与甲图的磁场方向相反,线圈中通与 图甲电流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;④若乙图中 b接 正极 a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 N极,与甲图的磁场方向相同,线圈中通与图甲电 流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反。故D正确。 7.解析: 异名磁极间的磁感线
9、方向是从 N极到 S极;通电线圈在磁场中受到磁场力的作用,受力的 方向与电流方向和磁场方向有关,当通电导体中的电流方向与磁场方向垂直时,导体受到的力最大; 当通电导体中的电流方向与磁场方向平行时,导体将不受磁场力的作用。故“ab”“cd”边受到磁 场力的作用;“bc”“ad”边不受磁场力的作用。 答案: (1)如图所示 (2)ab cd 磁感线方向相同,但电流方向相反 线圈转动 (3)bc ad 电流方向与磁感线方向平行 8.解析: 电磁炮发射的工作原理是通电导体在磁场中受磁场力的作用;炮弹运动方向与电流方向有 关,要改变炮弹的发射方向,理论上改变电流方向或磁场方向其中一个即可
10、 答案: (1)通电导体在磁场中受磁场力的作用。 (2)改变电流方向或磁场方向。 (3)增大电流或者增强磁场。 9.解析: 本题主要考查探究实验中的提出问题、猜想和假设、设计实验等环节。根据题意可知,晓 红同学想探究的问题是电动机的转速与哪些因素有关。根据提出的问题,结合生活实际和有关电动 机的知识,依次完成(2)(3)中的问题。 4 答案: (1)电动机的转速与哪些因素有关 (2)①电流的大小 录音机里的电池用的时间长了,它放出的声音不正常 ②磁场的强弱 由于电 动机工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用,所以应该与磁场的强弱有关 (3)①利用直流电动机模型
11、保持磁体不变,用滑动变阻器来改变电流的大小,观察它的转速变化情 况 ②保持线圈中的电流不变,换用磁性强弱不同的磁体,观察电动机转速的变化情况 5 2.B 线圈经过垂直磁感线的位置,即平衡位置时,受平衡力,但速度不为零。 3.C A项造成电路断路,用手轻轻地碰一下线圈,不会使电路接通;B、D项中,磁场对电流的作用力 太小,用手轻轻地碰一下线圈,不会使磁场对电流的作用力增大;若线圈在平衡位置,线圈受平衡力 作用,当用手轻轻地碰一下线圈后,线圈偏离平衡位置,在磁场力的作用下,会正常转动。故 C项正 确。 4.D 5.A 根据电流方向,用右手螺旋定则可以判断出电磁铁
12、的磁极,上端为 N极,下端为 S极;再根据磁 场方向和线圈中的电流方向,用左手定则判断出各边的受力方向:ab边受到垂直纸面向外的力、cd 边受到垂直纸面向里的力,因此线圈沿顺时针方向转动。 6.D ①若乙图中 a接正极 b接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极,与甲图的磁场方向相 反,线圈中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反;② 若乙图中 b接正极 a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 N极,与甲图的磁场方向相同,线圈 中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;③若乙图 中 a接正极 b接负极,根
13、据安培定则知蹄形螺线管左端为 S极,与甲图的磁场方向相反,线圈中通与 图甲电流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;④若乙图中 b接 正极 a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 N极,与甲图的磁场方向相同,线圈中通与图甲电 流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反。故D正确。 7.解析: 异名磁极间的磁感线方向是从 N极到 S极;通电线圈在磁场中受到磁场力的作用,受力的 方向与电流方向和磁场方向有关,当通电导体中的电流方向与磁场方向垂直时,导体受到的力最大; 当通电导体中的电流方向与磁场方向平行时,导体将不受磁场力的作用。故“a
14、b”“cd”边受到磁 场力的作用;“bc”“ad”边不受磁场力的作用。 答案: (1)如图所示 (2)ab cd 磁感线方向相同,但电流方向相反 线圈转动 (3)bc ad 电流方向与磁感线方向平行 8.解析: 电磁炮发射的工作原理是通电导体在磁场中受磁场力的作用;炮弹运动方向与电流方向有 关,要改变炮弹的发射方向,理论上改变电流方向或磁场方向其中一个即可。 答案: (1)通电导体在磁场中受磁场力的作用。 (2)改变电流方向或磁场方向。 (3)增大电流或者增强磁场。 9.解析: 本题主要考查探究实验中的提出问题、猜想和假设、设计实验等环节。根据题意可知,晓 红同学想探究的
15、问题是电动机的转速与哪些因素有关。根据提出的问题,结合生活实际和有关电动 机的知识,依次完成(2)(3)中的问题。 4 答案: (1)电动机的转速与哪些因素有关 (2)①电流的大小 录音机里的电池用的时间长了,它放出的声音不正常 ②磁场的强弱 由于电 动机工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用,所以应该与磁场的强弱有关 (3)①利用直流电动机模型,保持磁体不变,用滑动变阻器来改变电流的大小,观察它的转速变化情 况 ②保持线圈中的电流不变,换用磁性强弱不同的磁体,观察电动机转速的变化情况 5 2.B 线圈经过垂直磁感线的位置,即平衡位置时,受平衡力,但
16、速度不为零。 3.C A项造成电路断路,用手轻轻地碰一下线圈,不会使电路接通;B、D项中,磁场对电流的作用力 太小,用手轻轻地碰一下线圈,不会使磁场对电流的作用力增大;若线圈在平衡位置,线圈受平衡力 作用,当用手轻轻地碰一下线圈后,线圈偏离平衡位置,在磁场力的作用下,会正常转动。故 C项正 确。 4.D 5.A 根据电流方向,用右手螺旋定则可以判断出电磁铁的磁极,上端为 N极,下端为 S极;再根据磁 场方向和线圈中的电流方向,用左手定则判断出各边的受力方向:ab边受到垂直纸面向外的力、cd 边受到垂直纸面向里的力,因此线圈沿顺时针方向转动。 6.D ①若乙图中 a接正极 b接
17、负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极,与甲图的磁场方向相 反,线圈中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反;② 若乙图中 b接正极 a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 N极,与甲图的磁场方向相同,线圈 中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;③若乙图 中 a接正极 b接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 S极,与甲图的磁场方向相反,线圈中通与 图甲电流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;④若乙图中 b接 正极 a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为 N极,与甲图的磁场
18、方向相同,线圈中通与图甲电 流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反。故D正确。 7.解析: 异名磁极间的磁感线方向是从 N极到 S极;通电线圈在磁场中受到磁场力的作用,受力的 方向与电流方向和磁场方向有关,当通电导体中的电流方向与磁场方向垂直时,导体受到的力最大; 当通电导体中的电流方向与磁场方向平行时,导体将不受磁场力的作用。故“ab”“cd”边受到磁 场力的作用;“bc”“ad”边不受磁场力的作用。 答案: (1)如图所示 (2)ab cd 磁感线方向相同,但电流方向相反 线圈转动 (3)bc ad 电流方向与磁感线方向平行 8.解析: 电磁炮发
19、射的工作原理是通电导体在磁场中受磁场力的作用;炮弹运动方向与电流方向有 关,要改变炮弹的发射方向,理论上改变电流方向或磁场方向其中一个即可。 答案: (1)通电导体在磁场中受磁场力的作用。 (2)改变电流方向或磁场方向。 (3)增大电流或者增强磁场。 9.解析: 本题主要考查探究实验中的提出问题、猜想和假设、设计实验等环节。根据题意可知,晓 红同学想探究的问题是电动机的转速与哪些因素有关。根据提出的问题,结合生活实际和有关电动 机的知识,依次完成(2)(3)中的问题。 4 答案: (1)电动机的转速与哪些因素有关 (2)①电流的大小 录音机里的电池用的时间长了,它放出的声音不正常 ②磁场的强弱 由于电 动机工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用,所以应该与磁场的强弱有关 (3)①利用直流电动机模型,保持磁体不变,用滑动变阻器来改变电流的大小,观察它的转速变化情 况 ②保持线圈中的电流不变,换用磁性强弱不同的磁体,观察电动机转速的变化情况 5






