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人教版2024九年级上册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电与磁
专题54 跨学科实践：制作简易直流电动机
物理观念：①能说出简易直流电动机的基本构造；②理解其工作原理（通电线圈在磁场中受力转动，半圈绝缘引线替代换向器改变电流方向）。
科学思维：通过制作简易直流电动机，分析电动机制作中的问题，培养综合思维和逻辑推理能力；在优化设计时，运用对比、归纳等方法改进方案，提升创新思维。
科学探究：经历“设计方案，准备材料，制作组装，调试改进”的完整实践过程，学会选择材料、使用工具、解决制作中的问题(如线圈不转、转动不稳)，提升跨学科实践和动手操作能力。
科学态度与责任：在小组合作中培养沟通协作精神，养成严谨认真的制作态度;体会简易电动机制作的成就感，认识科学探究的乐趣和技术创新的价值，增强将知识应用于实践的责任感。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下跨学科实践活动的学习
【项目提出】电动机俗称“马达”，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。生活中有许多地方会用到电动机。
【项目分析】电动机主要由线圈和磁体组成。为了方便制作一台直流电动机，我们需要考虑的方面有哪些呢？
【项目实施】
1.设计制作方案；2.制作步骤；3.通电测试。
【展示交流】
本节课重点难点
重点：简易直流电动机的制作步骤(线圈绕制、引线处理、组装)；工作原理的理解(通电线圈在磁场中受力转动)；跨学科知识的综合应用(如数学计算线圈尺寸、美术设计造型)。
难点：引线的绝缘处理(半圈打磨替代换向器)；线圈平衡与转动稳定性的调试；不同学科知识的有机融合(如物理原理与工程结构的结合)
【项目提出】
电动机俗称“马达”，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。生活中有许多地方会用到电动机。回忆前面学习过的直流电动机的工作原理。直流电动机中加装了换向器，使线圈利用惯性转过平衡位置后，改变了电流的方向和受力方向，使线圈继续转动。
利用前面学习过的直流电动机的工作原理，你可以制作一台简易的直流电动机。
【项目分析】
1.电动机的材料选取
①制作线圈材料
a. 导线应具有良好的导电性和绝缘性；
b. 漆包铜线是绕制电动机线圈的理想材料
②磁体材料
选择永磁体作为提供磁场的磁体，为了使电动机的效果更好，应选择磁性较强的磁体。
③电源
为了安全和方便，可选择常见干电池（1.5V—2V）。
2.电动机的结构设计
①哪部分作为转子？哪部分作为定子？
线圈作为转子，磁体作为定子。
②线圈绕制的匝数多少为宜？
线圈的匝数是根据所需的电压、电流和功率来确定的。一般来说，线圈缠绕10—20圈即可。
匝数太多，可能会导致电阻偏大，电流偏小，空载转速较低，也可能使线圈发热过多；圈数太少，电路中电阻会很小，会使电路中的电流过大造成短路。
③通电线圈越过平衡位置后，受到的力使线圈反向转动，此时可以把反向力去掉，线圈就可以靠惯性继续转动下去。
即：在线圈越过了平衡位置后停止对线圈供电，转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去了。为此，可将线圈一端的引线用小刀全部刮去漆皮，另一端只刮半周，从而保证给线圈适时供电或停电。
【项目实施】
1.设计制作方案
设计制作简易直流电动机方案，大致画出设计图
2.制作步骤
①制作线圈：取一段漆包铜线，绕成约3cm×2cm的矩形线圈，缠绕约20圈作为转子。从线圈的两端各拉出约2cm的漆包线作为转轴。用小刀刮去线圈两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。
②制作支架：用回形针或硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板或电池盒上，支架顶部能支撑住线圈的两端，同时允许线圈自由转动。
③添加磁场：将一块强磁体固定在支架下方，确保线圈在磁体的正上方并能穿过磁场中心。（磁体不能阻挡线圈转动）。
④组装电动机：把线圈放在支架上，两个支架分别与电池的两极相连，给线圈通电并用手轻轻推动一下，线圈就会不停地转动。
下面是不同形式的三个简易直流电动机模型（供学生学习实践时思考感悟）
3. 通电测试
闭合开关，调试自己制作的简易电动机。注意线圈两端的引线要尽量在同一直线上，避免转动时出现明显跳动，导致断开连接，若线路闭合后线圈依旧不动，可能是线圈刚好处于平衡位置或者引线有漆皮的半周接触支架，此时可以用手轻轻推动一下。
【展示交流】
（1）请大家展示自己制作的简易直流电动机，并说明是怎样实现让线圈连续转动的，看看谁的电动机设计得更巧妙。
（2）你的电动机线圈匝数是多少？转子在转动时，转轴受到的摩擦情况如何？
（3）观察哪个电动机转动得更快。它们可以带动其他装置旋转吗？
为什么有的小组制作的电动机模型不转动，分析原因可能有哪些？失败原因是什么？
能会从以下几个方面去分析思考，是解决问题的关键：
（1）电池电量不足
（2）线圈圈数太多，自身重力较大
（3）摩擦力太大
（4）线圈距离磁铁太远
（5）线圈与支架接触不良
（6）磁铁磁性太弱
项目设计要解决的问题及操作方法示例
序号 要解决的问题 操作方法 需要的材料
1 制作 线圈 将漆包线绕成圆环状，紧密缠绕5~10匝，两端各留2cm引线 漆包线、 胶带
2 制作 换向器 用小刀刮去两端引线的漆皮， 一端全部刮掉，另一端只刮半周 小刀
3 搭建 支架 用曲别针弯折成两个U形支架，固定在硬纸板上，确保顶部支撑点水平对齐 曲別针，硬纸板、胶水
4 安装 磁体 将强磁体放置在线圈正下方 强磁体
5 安装 电源 将线圈引线架在支架上，与电池、开关连接，确保刮漆面接触良好 电池，开关
【例题】（2026四川成都）电动机是一种应用广泛的机械，许多电器就是由它来驱动的，小明和小红对电动机进行了比较深入的研究。
（1）他们把一根导体棒放在磁铁的磁场中，导体棒两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连（如图）。他们利用该装置研究电动机的基本原理，有以下认识，不正确的是________。
A. 通电前，静止在导轨上的导体棒只受重力
B. 通电后，导体棒向右运动，说明它受到了磁场的作用
C. 只改变电流方向，导体棒运动方向发生改变
D. 同时改变电流方向和磁场方向，导体棒运动方向不变
（2）他们制作了一个小电动机模型并接入电路（如图）。关于小电动机模型，下列说法不正确的是________。
A. 两个支架选用硬金属杆 B. 线圈下方放一块强磁体
C. 绕制线圈的金属丝可以选用铁丝 D. 绕制线圈的金属丝表面涂有绝缘材料
（3）他们观看了一场无人机表演，表演持续了15分钟。他们了解到，共有2000架相同的无人机参与表演，无人机由电动机驱动，每架无人机表演时的实际功率按45W计算，则参与此次表演的无人机消耗的总电能为________kW·h。
（4）他们发现小明家中的智能门锁可通过指纹识别或人脸识别自动开锁。查阅资料得知，两种方式都是通过开关控制电动机开锁。为方便研究，用开关表示指纹识别，开关表示人脸识别，请在图中将简化后的智能门锁控制电路补充完整。
【答案】（1）A （2）C
（3）22.5 （4）
【解析】（1）通电前，静止在光滑导轨上的导体棒，受重力和导轨的支持力；通电后导体棒运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体的受力方向与电流方向、磁场方向有关：只改变其中一个因素，运动方向改变；同时改变两个因素，运动方向不变，故选A。
（2）支架需要支撑线圈同时导电，选用硬金属杆是合理的；电动机工作需要磁场，线圈下方放置强磁体提供磁场；铁丝电阻大，且铁丝会被磁体吸引，影响线圈持续转动，不能用来绕制电动机线圈；绕制线圈的金属丝表面需要涂绝缘漆，避免线圈层间短路，故选C。
（3）总功率
工作时间
总电能
（4）题意要求 （指纹）和（人脸识别）都可以独立控制电动机，即任意一个开关闭合都能接通电路，因此两个开关为并联关系，连接方式： 将电动机 的右端接线柱，分别连接 的左端和 的左端；再将的右端和的右端，共同连接到电阻 右侧的干导线，据此作图。
（变式练1）如图是小明自制的电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。按图示接入电路。关于自制电动机下列说法正确的是（　　）
A．矩形线圈与下方电磁铁串联
B．引线上的漆皮是绝缘体，必须全部刮掉
C．闭合开关，通电线圈上端磁极是N极
D．线圈通电会转动，与扬声器的工作原理相同
（变式练2）如图所示为直流电动机的工作原理图，线圈abcd处于向右的磁场中，此时线圈平面与磁感线平行，ab边受到的作用力向上。两个铜半环跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘：两个电刷分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，下列说法正确的
是（　　）
A．线圈在图示位置时，cd边受到磁场的作用力向上
B．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过90°时，电流沿abcd流过线圈
C．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
（变式练3）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？___________。
1．如图是一种3D打印机上的直流直线电机，其工作时通电线圈在磁场中受到力的作用发生运动。下图能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
2.关于直流电动机，下列叙述正确的是（　　）
A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能
B．直流电动机的工作原理是电磁感应
C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
3.关于换向器，以下说法中错误的是（　　）
A．直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的
B．当直流电动机的线圈刚过平衡位置时，换向器能立即改变线圈中的电流方向
C．线圈在磁场内每转动一周，换向器就将线圈中的电流方向改变2次
D．直流电动机的换向器是将线圈中的直流电变成外电路的交流电
4. 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．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
5.如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的
是（　　）
A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数
C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极
6.在安装直流电动机模型的实验中，接好电路，合上开关后，发现电动机不转，若轻推一下线圈，电动机马上就转起来，刚开始时不转的原因可能是（　　）
A．磁铁的磁性不强
B．通过线圈的电流太小了
C．电动机线圈平面恰好处在平衡位置
D．电刷与换向器之间的摩擦太大了
7.如图所示，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是（　　）
A．电动机工作时主要把机械能转化为电能
B．为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电
C．生活中话筒的工作原理与电动机工作原理类似，即利用磁场对通电导体产生力的作用使物体运动
D．若通电时电动机的电功率为2W，则通电线圈产生的热量为120J
8.在“制作简易直流电动机”的跨学科实践活动中，小组同学制作了一个如图所示的简易电动机。下列关于制作简易电动机的说法正确的是（ ）
A．制作时应把线圈两端引线漆皮全部刮掉，才能持续转动
B．简易电动机是利用电流的磁效应制成的
C．把线圈一端引线漆皮全部刮掉，另一端引线漆皮只刮半周，电动机将一直有动力转动
D．组装好的电动机，给线圈通电后，晃动几次就不动了，可能是处于了平衡位置
9．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　）
A．该装置工作原理是电磁感应原理
B．图中线圈正好处于平衡位置
C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能
D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动
10.如图，常熟市实验创新大赛上的一件作品：用漆包线和磁体制作的一台“电动机”，制作时用刀片将线圈两端不同位置的绝缘漆按图示一半或全部刮掉并作为转动轴，实验时左端支架在A或B位置选择一个，将支架与干电池相连，发现接________（AC/BC）时线圈能持续转动，这种让线圈持续转动的思路与电动机中换向器的思路是________（相同/不相同）的。
11.如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是__________（选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以________________。
12.如图所示，兴趣小组制作了一个简易电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。该作品的工作原理是通电线圈在________中受力转动。电动机主要把电能转化为________能。
13.在“跨学科实践：制作简易直流电动机”活动中，小明制作了如图所示的简易直流电动机，电动机通电后线圈转动的原理是______。若要改变线圈的转动方向，可采取的措施有______（写出一条即可）。
14.将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是________（选填“导体”“绝缘体”或“换向器”）。若仅对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向________。
15. 东东和辰辰在学习“探究电动机为什么会转动”后，来到实验室又经历了一些科学探究过程。
（1）验证磁场对电流的作用（如图甲所示）：将一白炽灯接通电源后，东东用一条形磁体靠近灯泡的玻璃罩，仔细观察灯丝，东东发现 ，该现象说明 。
（2）如图乙所示是东东和辰辰制作的电动机模型。通电后，轻轻拨动线圈，他们发现电动机不转，下面是他们分析到的可能的原因，请你帮他们看一看，可能的是 。
①线圈处于平衡位置；②接线柱接触不良；③磁铁的极性反了；④电池装反了；⑤转子受到的摩擦力太大了；⑥转子与定子之间的摩擦力太大；⑦电池太旧了；⑧磁铁的磁性不够强。
（3）经过处理，通电后轻轻拨动线圈，他们发现电动机只转动了一周，就在某一位置附近晃动几下停下来了。他们分析现象得到：“某一位置”是指 ；如果要让电动机连续地转动下去，可以怎样改进 ？
16. 图(甲)是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图22(乙)是自制简易电动机模型．现在主要讨论图(乙)简易电动机的制作与操作问题：
（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，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图(甲)中的 (填某一部件的名称)。
（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 。
17.【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。
【项目实施】将一段漆包线绕成约为 3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上。线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。
A．左端全部刮掉，右端全部刮掉 B．左端全部刮掉，右端只刮掉上半周
（2）如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，小梦应该做的尝试是 或 。
【项目拓展】
（3）在制作过程中，若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是 。（答出一点即可）
18.如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围．
（1）直流电动机的工作原理是________．
（2）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的 是使线圈能够________．
（3）可以通过改变________方向，改变线圈的转动方向．（填一种方法）．
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，这时可做的有效尝试有哪些________，________．
19．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：

【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），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，请说出该元件的名称 ，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。
科学家名言
自从牛顿奠定了理论物理学的基础以来，物理学的公理基础的最伟大变革，是由法拉第、麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。 ——爱因斯坦
万有引力、电的相互作用和磁的相互作用，可以在很远的地方明显的表现出来，因此用肉眼就可以观察到；但也许存在另一些相互作用力，他们的距离如此之小，以至无法观察。 ——牛顿
电和磁的实验中最明显的现象是，处于彼此距离相当远的物体之间的相互作用。因此，把这些现象化为科学的第一步就是，确定物体之间作用力的大小和方向。 ——麦克斯韦
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第二十章 电与磁
专题54 跨学科实践：制作简易直流电动机
物理观念：①能说出简易直流电动机的基本构造；②理解其工作原理（通电线圈在磁场中受力转动，半圈绝缘引线替代换向器改变电流方向）。
科学思维：通过制作简易直流电动机，分析电动机制作中的问题，培养综合思维和逻辑推理能力；在优化设计时，运用对比、归纳等方法改进方案，提升创新思维。
科学探究：经历“设计方案，准备材料，制作组装，调试改进”的完整实践过程，学会选择材料、使用工具、解决制作中的问题(如线圈不转、转动不稳)，提升跨学科实践和动手操作能力。
科学态度与责任：在小组合作中培养沟通协作精神，养成严谨认真的制作态度;体会简易电动机制作的成就感，认识科学探究的乐趣和技术创新的价值，增强将知识应用于实践的责任感。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下跨学科实践活动的学习
【项目提出】电动机俗称“马达”，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。生活中有许多地方会用到电动机。
【项目分析】电动机主要由线圈和磁体组成。为了方便制作一台直流电动机，我们需要考虑的方面有哪些呢？
【项目实施】
1.设计制作方案；2.制作步骤；3.通电测试。
【展示交流】
本节课重点难点
重点：简易直流电动机的制作步骤(线圈绕制、引线处理、组装)；工作原理的理解(通电线圈在磁场中受力转动)；跨学科知识的综合应用(如数学计算线圈尺寸、美术设计造型)。
难点：引线的绝缘处理(半圈打磨替代换向器)；线圈平衡与转动稳定性的调试；不同学科知识的有机融合(如物理原理与工程结构的结合)
【项目提出】
电动机俗称“马达”，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。生活中有许多地方会用到电动机。回忆前面学习过的直流电动机的工作原理。直流电动机中加装了换向器，使线圈利用惯性转过平衡位置后，改变了电流的方向和受力方向，使线圈继续转动。
利用前面学习过的直流电动机的工作原理，你可以制作一台简易的直流电动机。
【项目分析】
1.电动机的材料选取
①制作线圈材料
a. 导线应具有良好的导电性和绝缘性；
b. 漆包铜线是绕制电动机线圈的理想材料
②磁体材料
选择永磁体作为提供磁场的磁体，为了使电动机的效果更好，应选择磁性较强的磁体。
③电源
为了安全和方便，可选择常见干电池（1.5V—2V）。
2.电动机的结构设计
①哪部分作为转子？哪部分作为定子？
线圈作为转子，磁体作为定子。
②线圈绕制的匝数多少为宜？
线圈的匝数是根据所需的电压、电流和功率来确定的。一般来说，线圈缠绕10—20圈即可。
匝数太多，可能会导致电阻偏大，电流偏小，空载转速较低，也可能使线圈发热过多；圈数太少，电路中电阻会很小，会使电路中的电流过大造成短路。
③通电线圈越过平衡位置后，受到的力使线圈反向转动，此时可以把反向力去掉，线圈就可以靠惯性继续转动下去。
即：在线圈越过了平衡位置后停止对线圈供电，转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去了。为此，可将线圈一端的引线用小刀全部刮去漆皮，另一端只刮半周，从而保证给线圈适时供电或停电。
【项目实施】
1.设计制作方案
设计制作简易直流电动机方案，大致画出设计图
2.制作步骤
①制作线圈：取一段漆包铜线，绕成约3cm×2cm的矩形线圈，缠绕约20圈作为转子。从线圈的两端各拉出约2cm的漆包线作为转轴。用小刀刮去线圈两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。
②制作支架：用回形针或硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板或电池盒上，支架顶部能支撑住线圈的两端，同时允许线圈自由转动。
③添加磁场：将一块强磁体固定在支架下方，确保线圈在磁体的正上方并能穿过磁场中心。（磁体不能阻挡线圈转动）。
④组装电动机：把线圈放在支架上，两个支架分别与电池的两极相连，给线圈通电并用手轻轻推动一下，线圈就会不停地转动。
下面是不同形式的三个简易直流电动机模型（供学生学习实践时思考感悟）
3. 通电测试
闭合开关，调试自己制作的简易电动机。注意线圈两端的引线要尽量在同一直线上，避免转动时出现明显跳动，导致断开连接，若线路闭合后线圈依旧不动，可能是线圈刚好处于平衡位置或者引线有漆皮的半周接触支架，此时可以用手轻轻推动一下。
【展示交流】
（1）请大家展示自己制作的简易直流电动机，并说明是怎样实现让线圈连续转动的，看看谁的电动机设计得更巧妙。
（2）你的电动机线圈匝数是多少？转子在转动时，转轴受到的摩擦情况如何？
（3）观察哪个电动机转动得更快。它们可以带动其他装置旋转吗？
为什么有的小组制作的电动机模型不转动，分析原因可能有哪些？失败原因是什么？
能会从以下几个方面去分析思考，是解决问题的关键：
（1）电池电量不足
（2）线圈圈数太多，自身重力较大
（3）摩擦力太大
（4）线圈距离磁铁太远
（5）线圈与支架接触不良
（6）磁铁磁性太弱
项目设计要解决的问题及操作方法示例
序号 要解决的问题 操作方法 需要的材料
1 制作 线圈 将漆包线绕成圆环状，紧密缠绕5~10匝，两端各留2cm引线 漆包线、 胶带
2 制作 换向器 用小刀刮去两端引线的漆皮， 一端全部刮掉，另一端只刮半周 小刀
3 搭建 支架 用曲别针弯折成两个U形支架，固定在硬纸板上，确保顶部支撑点水平对齐 曲別针，硬纸板、胶水
4 安装 磁体 将强磁体放置在线圈正下方 强磁体
5 安装 电源 将线圈引线架在支架上，与电池、开关连接，确保刮漆面接触良好 电池，开关
【例题】（2026四川成都）电动机是一种应用广泛的机械，许多电器就是由它来驱动的，小明和小红对电动机进行了比较深入的研究。
（1）他们把一根导体棒放在磁铁的磁场中，导体棒两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连（如图）。他们利用该装置研究电动机的基本原理，有以下认识，不正确的是________。
A. 通电前，静止在导轨上的导体棒只受重力
B. 通电后，导体棒向右运动，说明它受到了磁场的作用
C. 只改变电流方向，导体棒运动方向发生改变
D. 同时改变电流方向和磁场方向，导体棒运动方向不变
（2）他们制作了一个小电动机模型并接入电路（如图）。关于小电动机模型，下列说法不正确的是________。
A. 两个支架选用硬金属杆 B. 线圈下方放一块强磁体
C. 绕制线圈的金属丝可以选用铁丝 D. 绕制线圈的金属丝表面涂有绝缘材料
（3）他们观看了一场无人机表演，表演持续了15分钟。他们了解到，共有2000架相同的无人机参与表演，无人机由电动机驱动，每架无人机表演时的实际功率按45W计算，则参与此次表演的无人机消耗的总电能为________kW·h。
（4）他们发现小明家中的智能门锁可通过指纹识别或人脸识别自动开锁。查阅资料得知，两种方式都是通过开关控制电动机开锁。为方便研究，用开关表示指纹识别，开关表示人脸识别，请在图中将简化后的智能门锁控制电路补充完整。
【答案】（1）A （2）C
（3）22.5 （4）
【解析】（1）通电前，静止在光滑导轨上的导体棒，受重力和导轨的支持力；通电后导体棒运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体的受力方向与电流方向、磁场方向有关：只改变其中一个因素，运动方向改变；同时改变两个因素，运动方向不变，故选A。
（2）支架需要支撑线圈同时导电，选用硬金属杆是合理的；电动机工作需要磁场，线圈下方放置强磁体提供磁场；铁丝电阻大，且铁丝会被磁体吸引，影响线圈持续转动，不能用来绕制电动机线圈；绕制线圈的金属丝表面需要涂绝缘漆，避免线圈层间短路，故选C。
（3）总功率
工作时间
总电能
（4）题意要求 （指纹）和（人脸识别）都可以独立控制电动机，即任意一个开关闭合都能接通电路，因此两个开关为并联关系，连接方式： 将电动机 的右端接线柱，分别连接 的左端和 的左端；再将的右端和的右端，共同连接到电阻 右侧的干导线，据此作图。
（变式练1）如图是小明自制的电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。按图示接入电路。关于自制电动机下列说法正确的是（　　）
A．矩形线圈与下方电磁铁串联
B．引线上的漆皮是绝缘体，必须全部刮掉
C．闭合开关，通电线圈上端磁极是N极
D．线圈通电会转动，与扬声器的工作原理相同
【答案】D
【解析】A．线圈abcd与电磁铁分别接在电源两极，有独立的电流路径，连接方式是并联，故A错误；
B．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为转动，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，这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，如果两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，故B错误；
C．电流从电磁铁的下端流入，上端流出，由安培定则通电线圈下端磁极是N极，上端是S极，故C错误；
D．线圈通电会转动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，扬声器是根据通电导体在磁场中受力的作用制成的，与扬声器的工作原理相同，故D正确。故选D。
（变式练2）如图所示为直流电动机的工作原理图，线圈abcd处于向右的磁场中，此时线圈平面与磁感线平行，ab边受到的作用力向上。两个铜半环跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘：两个电刷分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，下列说法正确的
是（　　）
A．线圈在图示位置时，cd边受到磁场的作用力向上
B．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过90°时，电流沿abcd流过线圈
C．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
【答案】D
【解析】A．线圈在图示位置时，cd边和ab边中电流方向相反，磁场方向相同，则受力方向相反，cd边受到磁场的作用力向下，故A错误；
B．线圈由图示位置沿箭头方向顺时针转过90°时，电刷对准两个半环中间断开的部分，此刻没有电流流经线圈，故B错误；
C．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，dc边电流方向改变，受到磁场的作用力向上，故C错误；
D．线图由图示位置沿箭头方向顺时针转过180°时，ab边电流方向改变，受到磁场的作用力向下，故D正确。故选D。
（变式练3）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？___________。
【答案】（1） 持续转动 （2）将线圈拨转一定角度 增大电源电压/换一块磁性更强的磁体（3） 只改变电流方向 只改变磁场方向（4） 改变电路中的电流的大小
【解析】（1）在线圈引出线的两端进行刮漆处理，是为了转动的前半圈通电，线圈受力转动，后半圈断电，依靠惯性继续转动，再转到前半圈时，线圈又通电电流方向与前面通电时电流方向相同，受力转动方向相同，实现持续转动。
（2）电动机不转动的原因可能是在通电前线圈刚好处于平衡位置，所以可以试着用手拨动一下线圈；电动机不转动的原因还有可能是因为线圈受力太小，所以应试着增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。
（3）通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系，所以要想改变线圈的转动方向，可以只改变电流方向或磁场方向。
（4）如果还想改变线圈转动的快慢，可以改变电路中的电流的大小来改变线圈受力的大小，就可以改变线圈转动的快慢。
1．如图是一种3D打印机上的直流直线电机，其工作时通电线圈在磁场中受到力的作用发生运动。下图能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】A．这是奥斯特实验，展示的是通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应 ，并非通电线圈在磁场中受力运动，故A不符合题意；
B．这是探究通电螺线管磁场的实验，研究的是通电螺线管的磁场分布等相关内容 ，和通电线圈在磁场中受力运动原理不同，故B不符合题意；
C．这是电磁感应实验，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，是发电机的原理 ，和通电线圈在磁场中受力运动原理不同，故C不符合题意；
D．电路中有电源，通电导体在磁场中会受到力的作用而运动，这与 3D 打印机上直流直线电机工作时通电线圈在磁场中受力运动的原理相符，故D符合题意。故选D。
2.关于直流电动机，下列叙述正确的是（　　）
A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能
B．直流电动机的工作原理是电磁感应
C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
【答案】D
【解析】A．直流电动机正常工作时，消耗电能，得到机械能，是将电能转化为机械能，故A错误；
B．直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故B错误；
C．通电导线在磁场中受力的方向跟磁场的方向以及电流的方向有关，当电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变，故C错误；
D．直流电动机里负责改变线圈中电流方向、实现换向驱动的部件是换向器，它由两个相互绝缘的铜质半环构成，因此选项 D 说法正确。故选D。
3.关于换向器，以下说法中错误的是（　　）
A．直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的
B．当直流电动机的线圈刚过平衡位置时，换向器能立即改变线圈中的电流方向
C．线圈在磁场内每转动一周，换向器就将线圈中的电流方向改变2次
D．直流电动机的换向器是将线圈中的直流电变成外电路的交流电
【答案】D
【解析】A．直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环组成，用来改变线圈中的电流方向，故A正确，不符合题意；
B．当直流电动机的线圈刚过平衡位置时，换向器能及时改变线圈中的电流方向，使线圈受到持续的动力作用而持续转动，故B正确，不符合题意；
C．线圈在磁场内每转动一周，会两次经过平衡位置，每经过一次平衡位置，换向器就改变一次线圈中的电流方向，所以转动一周，换向器将线圈中的电流方向改变2次， 故C正确，不符合题意；
D．直流电动机的换向器的作用是改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动，外电路始终为直流电，并非将线圈中的直流电变成外电路的交流电， 故D错误，符合题意。故选D。
4. 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．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
【答案】A
【解析】A．电动机主要由磁体和线圈组成。在常见的电动机结构中，磁体提供磁场，线圈在磁场中受力而转动，这是电动机的基本组成部分，故A正确；
B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其能量转化是将电能转化为机械能（动能），而不是把动能转化为电能，故B错误；
C．电动机线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关，对调电源正、负极会改变电流方向，从而可以改变线圈的转动方向，故C错误；
D．根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关，故D错误。故选A。
5.如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的
是（　　）
A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数
C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动方向与电流方向和磁场方向有关。
A．只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故A不符合题意；
B．只减少线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故B不符合题意；
C．只升高电源的电压，可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故C不符合题意；
D．只对调磁体的两极，可以改变转动方向，故D符合题意。故选D。
6.在安装直流电动机模型的实验中，接好电路，合上开关后，发现电动机不转，若轻推一下线圈，电动机马上就转起来，刚开始时不转的原因可能是（　　）
A．磁铁的磁性不强
B．通过线圈的电流太小了
C．电动机线圈平面恰好处在平衡位置
D．电刷与换向器之间的摩擦太大了
【答案】C
【解析】平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动．只要越过平衡位置后，产生电流，便可以转动了。
A．若是磁铁的磁性不强，即线圈所受的磁场力小于摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项不符合题意；
B．若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项也不符合题意；
C．平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，故该选项正确；
D．若是电刷与换向器之间的摩擦太大，即磁场力不能克服摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故该选项也是错误的；故选C。
7.如图所示，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是（　　）
A．电动机工作时主要把机械能转化为电能
B．为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电
C．生活中话筒的工作原理与电动机工作原理类似，即利用磁场对通电导体产生力的作用使物体运动
D．若通电时电动机的电功率为2W，则通电线圈产生的热量为120J
【答案】B
【解析】A．电动机工作时通过电流在磁场中受力驱动转子转动，将电能转换为机械能，故A错误；
B. 为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电，应该在平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，故B正确；
8.在“制作简易直流电动机”的跨学科实践活动中，小组同学制作了一个如图所示的简易电动机。下列关于制作简易电动机的说法正确的是（ ）
A．制作时应把线圈两端引线漆皮全部刮掉，才能持续转动
B．简易电动机是利用电流的磁效应制成的
C．把线圈一端引线漆皮全部刮掉，另一端引线漆皮只刮半周，电动机将一直有动力转动
D．组装好的电动机，给线圈通电后，晃动几次就不动了，可能是处于了平衡位置
【答案】D
【解析】A．若线圈两端引线漆皮全部刮掉，当线圈转到平衡位置（与磁感线垂直）时，电流持续流通，此时线圈受力平衡，无法依靠惯性继续转动，会卡在平衡位置；正确做法是一端全部刮掉，另一端刮半周，使线圈在通电半周受力转动，断电半周依靠惯性继续转动，从而实现持续转动，故A错误；
B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，属于磁场对电流的作用，而非电流的磁效应，故B错误；
C．当线圈一端引线漆皮全部刮掉、另一端刮半周时，刮掉半周的部分电路接通，线圈在磁场中受力转动，未刮掉的半周电路断开，线圈失去动力，依靠惯性继续转动，故C错误；
D．当线圈处于平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，两侧导线受到的力大小相等、方向相反，合力为零，线圈无法继续转动，线圈会因惯性表现为“晃动几次后不动”，故D正确。故选D。
9．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　）
A．该装置工作原理是电磁感应原理
B．图中线圈正好处于平衡位置
C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能
D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动
【答案】D
【解析】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，故A错误；
B．图中线圈与磁感线的方向平行，没有处于平衡位置，故B错误；
C．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，但也有少部分转化为内能，故C错误；
D．若改变电源方向，也就是改变了线圈中的电流方向，线圈受力方向改变将逆时针转动，故D正确。
故选D。
10.如图，常熟市实验创新大赛上的一件作品：用漆包线和磁体制作的一台“电动机”，制作时用刀片将线圈两端不同位置的绝缘漆按图示一半或全部刮掉并作为转动轴，实验时左端支架在A或B位置选择一个，将支架与干电池相连，发现接________（AC/BC）时线圈能持续转动，这种让线圈持续转动的思路与电动机中换向器的思路是________（相同/不相同）的。
【答案】 BC 不相同
【解析】如图A将下半圈绝缘漆刮掉，B、C将上半圈绝缘漆刮掉，则接AC时，电路始终不接通，没有电流，接BC时其中半圈接通，产生动力，另半圈电路断开，无电流，没有动力，靠惯性完成转动。所以接BC时线圈能持续转动。
电动机中换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动，其核心是通过改变电流方向来维持转动；而本题中让线圈持续转动的思路是通过线圈两端不同的刮漆方式，使线圈在特定位置断开电路，利用惯性继续转动，并非改变电流方向，所以这种思路与电动机中换向器的思路是不相同的。
11.如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是__________（选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以________________。
【答案】 A 见解析
【解析】简易电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。为了使线圈能够持续转动，需要在线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够继续转动。如果两端均全部刮掉，当线圈转过平衡位置时，由于电流方向不变，线圈的受力方向也不变，线圈会在平衡位置附近来回摆动一下而停止，不能持续转动。当左端全部刮掉时，该端与换向器始终接通，右端刮半周，则线圈有半周处于通电状态而受力转动，另外半周电路中无电流，线圈由于惯性继续转动，从而实现持续转动。故选A。
电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，当只改变其中一个因素时，电动机的转动方向就会发生改变。所以，要改变电动机的转动方向可以改变电流方向，如对调电源正负极；或改变磁场方向，如对调磁体的磁极。
12.如图所示，兴趣小组制作了一个简易电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。该作品的工作原理是通电线圈在________中受力转动。电动机主要把电能转化为________能。
【答案】 磁场 机械
【解析】电动机是利用磁场对电流的作用来工作的，工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
电动机工作时将电能主要转化为机械能，使得线圈转动。
13.在“跨学科实践：制作简易直流电动机”活动中，小明制作了如图所示的简易直流电动机，电动机通电后线圈转动的原理是______。若要改变线圈的转动方向，可采取的措施有______（写出一条即可）。
【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用 调换电源的正、负极（或调换磁极）
【解析】电动机是利用通电导线在磁场中受力转动的原理工作的。当线圈中有电流通过时，在磁力的作用下线圈会发生转动，从而实现电能向机械能的转化。
通电导体在磁场中受力的方向由电流方向和磁场方向两个因素共同决定，若想改变线圈转动方向则可以改变电流方向或改变磁场方向，即可以调换电源的正负极或调换磁极。
14.将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是________（选填“导体”“绝缘体”或“换向器”）。若仅对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向________。
【答案】 导体 相反
【解析】将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是导体，使电流通过线圈。
若仅对调磁体的磁极，线圈受到的磁力方向与原来相反，其转动方向与原转动方向相反。
15. 东东和辰辰在学习“探究电动机为什么会转动”后，来到实验室又经历了一些科学探究过程。
（1）验证磁场对电流的作用（如图甲所示）：将一白炽灯接通电源后，东东用一条形磁体靠近灯泡的玻璃罩，仔细观察灯丝，东东发现 ，该现象说明 。
（2）如图乙所示是东东和辰辰制作的电动机模型。通电后，轻轻拨动线圈，他们发现电动机不转，下面是他们分析到的可能的原因，请你帮他们看一看，可能的是 。
①线圈处于平衡位置；②接线柱接触不良；③磁铁的极性反了；④电池装反了；⑤转子受到的摩擦力太大了；⑥转子与定子之间的摩擦力太大；⑦电池太旧了；⑧磁铁的磁性不够强。
（3）经过处理，通电后轻轻拨动线圈，他们发现电动机只转动了一周，就在某一位置附近晃动几下停下来了。他们分析现象得到：“某一位置”是指 ；如果要让电动机连续地转动下去，可以怎样改进 ？
【答案】（1）灯丝颤动 磁场对通电导体有力的作用（2） ②⑤⑥⑦⑧（3） 平衡位置 通过电刷、半环（换向器）向线圈输入电流
【解析】（1）验证磁场对电流的作用（如图甲所示）：将一白炽灯接通电源后，东东用一条形磁体靠近灯泡的玻璃罩，因为灯丝通过的是方向一直变化的交流电，所以仔细观察灯丝，会发现灯丝颤动，此现象说明磁场对通电导体有力的作用。
（2）如图分析线圈不能转动的原因：
①电动机启动时，线圈正好处于平衡状态无法转动，轻轻拨动线圈，电动机仍不转，则不是处于平衡状态的原因， 故①不可能；
②接线柱接触不良时，电流不通，线圈不受力，不会转动，故②可能；
③磁铁的极性反了，线圈受力相反，线圈会反向转动，故③不可能；
④电池装反了，线圈受力相反，线圈会反向转动，故④不可能；
⑤转子受到的摩擦力太大了，磁场力不能克服摩擦力，不能转动，故⑤可能；
⑥转子与定子之间的摩擦力太大，磁场力不能克服摩擦力，不能转动，故⑥可能；
⑦电池太旧了，电流小，线圈受到的磁场力小，线圈可能不转，故⑦可能；
⑧磁铁的磁性不够强，则线圈受到的磁场力小，线圈可能不转，故⑧可能。
故选②⑤⑥⑦⑧。
（3）如图的实验装置线圈转过平衡位置时，磁场方向保持不变，如果不改变电流方向，则线圈的受力方向相反，线圈将立即反转，线圈会晃动，不能继续转动，所以“某一位置”是指平衡位置。
如果要让电动机连续地转动下去，应该在线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向，故可以将线圈与换向器一起固定在转轴上，通过电刷、换向器向线圈输入电流；也可以在刮去绝缘漆时，将一端全部刮掉，另一端刮去半周，使线圈转过平衡位置时切断电流，依靠惯性转过去，使线圈持续转动。
16. 图(甲)是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图22(乙)是自制简易电动机模型．现在主要讨论图(乙)简易电动机的制作与操作问题：
（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，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图(甲)中的 (填某一部件的名称)。
（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 。
【答案】（1） 导电 换向器 （2） 将线圈拨转一定角度 增大电源电压 （或换一块磁性更强的磁体） （3）只改变电流方向 只改变一下磁场方向
【解析】(1)漆是绝缘体，刮去以后，线圈中就会有电流，只有当线圈中有电流时，线圈才会受力发生转动，所以刮漆的目的是使线圈能够导电。
采用刮漆和使用换向器的目的是相同的，都是为了使线圈能够持续的转动下去，所以这一部位相当于图（甲）中的换向器。
(2)①电动机不转动的原因可能是在通电前线圈刚好处于平衡位置，所以可以试着用手拨动一下线圈，看线圈能否转动起来。
②电动机不转动的原因还有可能是因为线圈受力太小，而造成线圈受力太小的原因可能是线圈中电流太小或磁体磁性较弱，所以应试着增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。
(3)①通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系，所以要想改变线圈的转动方向，可以采取保持磁场方向不变，改变电流方向。
②或者是保持电流方向不变，只改变磁场方向。
17.【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。
【项目实施】将一段漆包线绕成约为 3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上。线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。
A．左端全部刮掉，右端全部刮掉 B．左端全部刮掉，右端只刮掉上半周
（2）如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，小梦应该做的尝试是 或 。
【项目拓展】
（3）在制作过程中，若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是 。（答出一点即可）
【答案】（1）B；（2）增大电源电压，换一块磁性更强的磁体；（3）将电源的正、负极对调/将磁体的N、S极对调
【解析】（1）在制作简易电动机模型时，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而转动，另一个半周利用惯性转动，若两端的漆皮都全部刮掉，线圈就不能持续转动。故选B。
（2,如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，可能是线圈受力太小，原因是电流太小或磁场太弱，所以可以增大电源电压来增大电流，或者换用磁性更强的磁体 。
（3）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，所以若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是改变电流方向，比如对调电源正负极；或者改变磁场方向，比如对调磁体的磁极。
18.如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围．
（1）直流电动机的工作原理是________．
（2）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的 是使线圈能够________．
（3）可以通过改变________方向，改变线圈的转动方向．（填一种方法）．
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，这时可做的有效尝试有哪些________，________．
【答案】 （1）通电线圈在磁场中受力而转动（2） 切断线圈中的电流 持续转动（3） 电流（或磁场）（4）换新电池使电流增大 换用较强的磁场
【解析】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动；
（2）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，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动；将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，线圈由于惯性转过另半圈，保证了线圈持续的转动下去；
（3）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，所以，可以通过改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈只抖动了一下，并不转动，所以，首先排除无电流的情况；原因可能是电流太小、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等，可进行有针对性的偿试是：换新电池使电流增大、换较强的磁场或用手推一下线圈使其转过平衡位置等．
19．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：

【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），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，请说出该元件的名称 ，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。
【答案】（3） 相反 滑动变阻器 串联 （4） 开关 有
【解析】（3）电动机线圈转动方向与磁场方向和电流方向有关，永磁体上下磁极调换一下，改变了磁场方向，而电流方向不变，所以线圈转动的方向与原来转动的方向相反。
如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，说明转速与电流大小有关，电动机线圈受力大小与电流大小有关，想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，通过滑动变阻器调节接入电路中的电阻，进而改变电路中的电流，需要在电路中串联一个滑动变阻器。
（4）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。说明感应器控制电路的通断，相当于电路原件中的开关。当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器有磁性，吸引衔铁又把右边电路接通。
科学家名言
自从牛顿奠定了理论物理学的基础以来，物理学的公理基础的最伟大变革，是由法拉第、麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。 ——爱因斯坦
万有引力、电的相互作用和磁的相互作用，可以在很远的地方明显的表现出来，因此用肉眼就可以观察到；但也许存在另一些相互作用力，他们的距离如此之小，以至无法观察。 ——牛顿
电和磁的实验中最明显的现象是，处于彼此距离相当远的物体之间的相互作用。因此，把这些现象化为科学的第一步就是，确定物体之间作用力的大小和方向。 ——麦克斯韦
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