第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机
知识点 直流电动机原理
1.（江苏无锡一模）如图所示是小明在课后制作“让线圈转起来”的装置图。为了使线圈能持续转动，他采取的办法：①将线圈两端引线的绝缘层全部刮掉，②将线圈一端引线的绝缘层全部刮掉，另一端引线的绝缘层刮掉一半，③将线圈两端引线的绝缘层在同侧刮掉一半，④将线圈两端引线的绝缘层在异侧刮掉一半，上述方法中合理的有( )
①② B．②③
C．③④ D．②③④
2.（山西吕梁文水县三模）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线、电磁铁、开关、硬金属丝、电池等器材制作了一个简易的电动机，其中线圈abcd左端引线的漆皮全部刮掉，右端引线漆皮刮掉下半周。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。下列说法正确的是( )
A．电磁铁里的铁芯可以用铜芯来代替
B．图中电磁铁的上端为S极
C．该电动机与电铃的工作原理相同
D．对调电源的正、负极，线圈的转动方向不变
3.（山西吕梁上党区校级一模）学习过电与磁的相关知识后，小华自己动手制作了一个电磁小秋千，其结构如图所示，闭合开关后，线圈将在磁铁上方来回摆动。下列关于电磁秋千的说法正确的是( )
A．利用电磁秋千的原理可以制成电动机
B．电磁秋千是将电能转化为化学能的装置
C．线圈能够来回摆动是由于同名磁极互相吸引
D．仅电源正负极对调不会影响线圈的受力方向
4.（陕西咸阳秦都区校级模拟）小林制作了如图所示的“神奇转框”。金属框的上部中央位置与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱状物两侧，于是金属框就可以绕电池持续转动起来。下列有关叙述错误的是( )
A．一节新干电池的电压为1.5 V
B．柱状物一定具有导电性和磁性
C．金属框能转动起来是因为电磁感应
D．若只颠倒电池的正负极，金属框的转动方向改变
5.（广西中考）如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是( )
A．电饭锅 B．电风扇
C．手电筒 D．电视机
6.（河南郑州高新区期末）如图是某兴趣小组制作的直流电动机结构简图，闭合开关，轻轻地拨动铜线圈后线圈便转动起来，线圈转起来的原因是 。若想让线圈的转动速度变快，你可以采取的方法是 （写一条合理方法即可）。
7.（广西中考）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有( )
A．电动机主要由磁体和线圈组成
B．电动机主要把动能转化为电能
C．仅对调电源正、负极不能改变线圈的转动方向
D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
8.（安徽模拟）课外活动小组制作电磁驱动“小车”：把铜制裸导线密绕成长螺线管当作轨道，固定在水平桌面上；将两个强磁铁固定在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极的位置关系如图所示。把“小车”从右侧入口完全推入螺线管，“小车”自动向前运动到达左侧。关于小车运动的工作原理，下列说法正确的是( )
A．调换干电池的正负极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动
B．调换两个强磁体磁极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动
C．电磁驱动“小车”的原理与扬声器工作原理类似
D．电磁驱动“小车”的原理与电磁感应现象类似
9.（山西吕梁交口县一模）手工课上，小伟制作了一个迷你电磁炮（如图所示）。当把“炮弹”放进炮管，按动开关，“炮弹”就从炮管里高速射出。电磁炮的主要原理是( )
A．电磁感应
B．磁场对电流有力的作用
C．电流的磁效应
D．磁极间的相互作用
10.（陕西西安雁塔区校级三模）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3 cm×2 cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 。
A．两端全刮掉
B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置，图 的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止；另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 中的电流方向。
11.（福建厦门同安区一模）如图所示，这是自制简易电动机模型。
(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮，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，其中一端的漆皮全部刮去，另一端的漆皮刮半周留半周。按这种方法刮漆的目的是使线圈能够 。
(2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？（说出两点即可）① ；② 。
(3)通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：① ，② 。
(4)如果还想改变线圈转动的快慢，应该怎么办？ 。
12.（科学探究）（江苏宿迁宿城区校级一模）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座
【项目分解】
(1)制作小型电动机
(2)设计电动感应电路
【项目实施】
(3)制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。
①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向 （选填“相同”或“相反”）。
②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元器件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元器件的名称是 ，它跟电动机模型连接的方式是 （选填“串联”或“并联”）。
(4)设计电动感应电路
如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元器件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机
知识点 直流电动机原理
1.（江苏无锡一模）如图所示是小明在课后制作“让线圈转起来”的装置图。为了使线圈能持续转动，他采取的办法：①将线圈两端引线的绝缘层全部刮掉，②将线圈一端引线的绝缘层全部刮掉，另一端引线的绝缘层刮掉一半，③将线圈两端引线的绝缘层在同侧刮掉一半，④将线圈两端引线的绝缘层在异侧刮掉一半，上述方法中合理的有( B )
①② B．②③
C．③④ D．②③④
通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动，由左手定则可知，线圈转过半圈后受力方向与运动方向反向，将使线圈停下来，故电动机采用改变电流方向的方法，使电动机继续转动，而本题中电流无法反向，故可以让线圈在转过半圈时不再通电，则线圈可靠惯性前进，当再转半周时，可以加上电流，电流的受力方向与运动方向相同，即可继续转动。故我们可以用②③的方式。
2.（山西吕梁文水县三模）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线、电磁铁、开关、硬金属丝、电池等器材制作了一个简易的电动机，其中线圈abcd左端引线的漆皮全部刮掉，右端引线漆皮刮掉下半周。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。下列说法正确的是( D )
A．电磁铁里的铁芯可以用铜芯来代替
B．图中电磁铁的上端为S极
C．该电动机与电铃的工作原理相同
D．对调电源的正、负极，线圈的转动方向不变
铜芯不能被磁化，电磁铁里的铁芯不能用铜芯来代替，故A错误；由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极，故B错误；电铃的原理是电流的磁效应；闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理，故C错误；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变；线圈中电流的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同，故D正确。
3.（山西吕梁上党区校级一模）学习过电与磁的相关知识后，小华自己动手制作了一个电磁小秋千，其结构如图所示，闭合开关后，线圈将在磁铁上方来回摆动。下列关于电磁秋千的说法正确的是( A )
A．利用电磁秋千的原理可以制成电动机
B．电磁秋千是将电能转化为化学能的装置
C．线圈能够来回摆动是由于同名磁极互相吸引
D．仅电源正负极对调不会影响线圈的受力方向
4.（陕西咸阳秦都区校级模拟）小林制作了如图所示的“神奇转框”。金属框的上部中央位置与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱状物两侧，于是金属框就可以绕电池持续转动起来。下列有关叙述错误的是( C )
A．一节新干电池的电压为1.5 V
B．柱状物一定具有导电性和磁性
C．金属框能转动起来是因为电磁感应
D．若只颠倒电池的正负极，金属框的转动方向改变
一节新干电池的电压为1.5 V，故A正确；根据题意可知，若使得线框转动，即必须有电流，且有磁场，所以对于柱形体来说，必须有磁性，为磁体，且必须具有导电性，还得是导体，故B正确；金属框能转动起来是因为通电导体在磁场中受到力的作用，故C错误；因为导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只颠倒电池的正负极，电流方向改变，磁场方向不变，受力方向就会改变，故金属框的转动方向改变，故D正确。
5.（广西中考）如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是( B )
A．电饭锅 B．电风扇
C．手电筒 D．电视机
6.（河南郑州高新区期末）如图是某兴趣小组制作的直流电动机结构简图，闭合开关，轻轻地拨动铜线圈后线圈便转动起来，线圈转起来的原因是 通电线圈在磁场中受力转动 。若想让线圈的转动速度变快，你可以采取的方法是 增大电源电压增大线圈中的电流（合理即可） （写一条合理方法即可）。
7.（广西中考）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有( A )
A．电动机主要由磁体和线圈组成
B．电动机主要把动能转化为电能
C．仅对调电源正、负极不能改变线圈的转动方向
D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
8.（安徽模拟）课外活动小组制作电磁驱动“小车”：把铜制裸导线密绕成长螺线管当作轨道，固定在水平桌面上；将两个强磁铁固定在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极的位置关系如图所示。把“小车”从右侧入口完全推入螺线管，“小车”自动向前运动到达左侧。关于小车运动的工作原理，下列说法正确的是( C )
A．调换干电池的正负极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动
B．调换两个强磁体磁极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动
C．电磁驱动“小车”的原理与扬声器工作原理类似
D．电磁驱动“小车”的原理与电磁感应现象类似
调换干电池的正负极，其他条件不变，改变了线圈中的电流方向，磁场力的方向改变，则电磁驱动“小车”不能从右侧自动到达左侧，故A错误；调换两个强磁体磁极，其他条件不变，改变了磁场的方向，磁场力的方向改变，则电磁驱动“小车”不能从右侧自动到达左侧，故B错误；电磁驱动“小车”的工作原理是磁场对电流有力的作用，与扬声器的工作原理类似，故C正确，D错误。
9.（山西吕梁交口县一模）手工课上，小伟制作了一个迷你电磁炮（如图所示）。当把“炮弹”放进炮管，按动开关，“炮弹”就从炮管里高速射出。电磁炮的主要原理是( B )
A．电磁感应
B．磁场对电流有力的作用
C．电流的磁效应
D．磁极间的相互作用
10.（陕西西安雁塔区校级三模）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3 cm×2 cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 B 。
A．两端全刮掉
B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置，图 乙 的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 惯性 不会静止；另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 不在同一直线上 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 线圈 中的电流方向。
11.（福建厦门同安区一模）如图所示，这是自制简易电动机模型。
(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮，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，其中一端的漆皮全部刮去，另一端的漆皮刮半周留半周。按这种方法刮漆的目的是使线圈能够 持续转动 。
(2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？（说出两点即可）① 将线圈拨转一定角度 ；② 增大电源电压 。
(3)通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：① 只改变电流方向 ，② 只改变磁场方向 。
(4)如果还想改变线圈转动的快慢，应该怎么办？ 改变电路中的电流的大小（合理即可） 。
12.（科学探究）（江苏宿迁宿城区校级一模）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座
【项目分解】
(1)制作小型电动机
(2)设计电动感应电路
【项目实施】
(3)制作小型电动机
经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。
①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向 相反 （选填“相同”或“相反”）。
②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元器件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元器件的名称是 滑动变阻器 ，它跟电动机模型连接的方式是 串联 （选填“串联”或“并联”）。
(4)设计电动感应电路
如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 开关 （填元器件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 有 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。
