题目内容

20.如图所示是小明制作的一台简易电动机.

(1)电动机的线圈绕制好后,小明将线圈左端引出线的绝缘漆刮掉-半,右端引出的绝缘漆全部刮掉,他这样做的目的是使线圈通电时 能够使线圈在转动过程中半周没有电流.
(2)开关闭合后,电动机不转,用手轻推一下线圈,线圈就的转动起来,则开始时线圈不转的原因是启动时线圈平面刚好处于平衡位置.
(3)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是改变电流方向、改变磁场方向.(写出两点)
(4)小明还想设计一个能调节电动机转速的装置,请在下面方框内画出实验电路图(电动机符号用表示).

分析 (1)该线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的反向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动;而真正的直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去.
(2)通电线圈在磁场中受力转动,转到平衡位置的时候,线圈两边的受力刚好是一对平衡力.线圈就没有了继续转动的动力.处于静止状态.用手拨动线圈,使线圈偏离平衡位置,受力而转动;
(3)线圈的转动方向取决于受力的方向,故可根据导线在磁场中受力的方向的决定因素回答;
(4)要想控制转速应控制线圈受力,而磁场大小不易控制,故可控制电流

解答 解:(1)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周没有电流通过,不受磁场力的作用,利用惯性转动;
(2)线圈平面与磁感线垂直,线圈两边的受力刚好是一对平衡力.线圈就没有了继续转动的动力.处于静止状态.用手拨动线圈,使线圈偏离平衡位置,受力而转动,因此,出现题目中所述现象的原因是启动时线圈平面刚好处于平衡位置;
(3)要想改变运动方向,应改变线圈在磁场中的受力方向,由左手定则可知应改变电流方向和磁场方向;
(4)要想控制线圈的转速,可以控制电流的大小,故可以接入滑动变阻器,将滑动变阻器与电机串联即可起到控制电流的作用.
原理如下图:

故答案为:(1)使线圈在转动过程中半周没有电流;(2)启动时线圈平面刚好处于平衡位置;(3)改变电流方向;改变磁场方向;(4)实验电路图如上图所示.

点评 本题主要考查学生对电动机原理和构造的了解和掌握,通过本题应注意掌握用通电导线在磁场中受力来解释电动机的原理.

练习册系列答案
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5.某班物理实验小组做探究杠杆平衡条件的实验:
(一)小明所在的物理实验小组
(1)实验时,为了方便对力臂的测量,小明先调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验中,在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码,用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点,使杠杆水平平衡,如图甲所示,测力计的示数是1N;如果将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将变大(选填“变大”“不变”或“变小”).

(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是没有考虑杠杆自重的影响.
(二)小华所在的物理实验小组
(4)小华所在的物理实验小组的同学,利用如图丙所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件,实验中测得的数据如表所示.有的同学按现有方案得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”.这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中B(填字母).
A.没有改变力的大小
B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点
D.实验次数较少,结论具有偶然性.
(5)小华又思考了一个新的问题,她想:假如王亚平的太空授课,也用图丙装置探究该实验,那么王亚平不能(填:能、不能)完成,理由钩码失重.
测量序号动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm
1120210
22151.520
335115

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