电动机的三类题

江西  刘诗枫

一、基础题

    例1  在如图1所示的实验中，接通电源后，导体因受力的作用而发生运动，改变电流方向或磁感线方向，则下列说法不正确的是（    ）

图1

    A、在上述实验现象里，是机械能转化为电能

    B、通电导体在磁场中受力的方向跟电流方向有关

    C、通电导体在磁场中受力的方向跟磁感线方向有关

    D、同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向不变

解析：本题综合考查了电动机的能量转化、决定通电导体受力方向的因素等知识点。导体通电后运动，消耗的电能转化为机械能，而不是机械能转化为电能；通电导体在磁场中受力的方向跟电流方向和磁感线方向都有关，当这二者的方向同时改变时，通电导体的受力方向不变，因此B、C、D都正确。

    答案：A

二、新颖题

    例2  用磁体去靠近点亮的台灯的灯泡，会观察到里面的灯丝抖动起来，把磁体拿开，抖动立即消失。你亲自做一下，并与其他同学交流，找到更合理的答案。

    解析：本题联系生活情景考查磁场对电流的作用，很有新意。因为灯丝中有电流通过，磁体靠近时，灯丝会受到磁场力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向都有关系。家用照明电路中的电流是交流电，即电流方向不断改变，所以灯丝所受磁场力的方向也会不断变化，这些方向变化的磁场力使钨丝不停抖动。

三、创新题

例3  如图2所示是小明和小燕同学制作的直流电动机模型。他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连。用漆包线绕成一个矩形线圈，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，磁体放在线圈下。闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。

图2

（1）该直流电动机模型的工作原理是：___________________。

    （2）通过改变________方向，可以改变线圈的转动方向。

（3）若通电后，小明发现电动机不转，下面是他想到的可能原因，请你帮他看一看，哪些是可能的？

    ①接线柱接触不良；②电池装反了；③线圈与支架之间的摩擦力太大了；④磁铁的极性接反了；⑤磁铁的磁性不够强；⑥电池应该换成新的电池。

（4）经过处理，通电后，小明发现电动机只是转了不到一圈就停下来，请你帮他找出原因，如果要使它连续转动下去，可以怎样改进？

    解析：本题综合考查了电动机的原理、改变转动方向的方法以及电动机故障的分析与排除，很有创意，能力要求较高。（1）该直流电动机模型的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；（2）通电线圈在磁场中受力的方向跟电流方向和磁感线方向都有关，要改变线圈的转动方向，可以改变电流方向或改变磁感线方向，但不能同时改变两者的方向，否则线圈的转动方向不变；（3）电动机不转的可能原因有多，电流不足、磁体磁性太弱、转子受到的阻力太大、电路的接触不良等都会使电动机不能转动，故可能的原因是①③⑤⑥；（4）电动机停下来不转的原因不是上述的原因引起的，也不是线圈没有受到力的作用，而是因为矩形线圈的两条长边受到的力大小相等、方向相反，使线圈不能持续转动下去，这个位置叫平衡位置。线圈在这个位置应该停止对线圈供电，让它借助自身的惯性转过平衡位置。所以在平衡位置时线圈的一端与支架接触的漆皮不能刮掉，而与支架接触的其他位置的漆皮应该刮掉。

    答案：略

一保洁工人，要清洗一高楼的外墙，他使用了如图所示的装置进行升降，已知吊篮的质量为m₁，保洁器材的质量为m₂，动滑轮的质量为m₃，人对绳的拉力为F，吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了h．（不计绳和滑轮之间的摩擦，绳子的承重力足够大）
请你回答下列问题：
（1）请你画出保洁工人所受力的示意图．
（2）拉力F做功的功率是多大？
（3）滑轮组的机械效率是多大？
（4）保洁工人最多可以拉起______的保洁器材．
（5）保洁工人在擦桌子的时候，不小心将水洒在桌子上，他拿出了一张信纸去擦，结果没有擦干；他的同事拿出一张餐巾纸去擦，立刻将水擦干．
根据上述情景，请你和保洁工人一起提出一个物理探究课题，并完成如下探究报告．
探究课题：______
猜想假设：______
设计实验：
主要器材：______
实验装置或说明（可画图说明）：
实验步骤设计：
进行实验：实验表格设计：
现象预测：
反思：
（6）在本次实验设计中你是如何采用物理学的研究方法解决有关问题的？请你举出一例说明．______
（7）你认为在本次实验中，能够影响实验效果的主要因素是______．
（8）除了这一探究课题之外，你认为还有什么可探究的内容？请你写出任意一条，并简要说明如何进行探究实验，以及探究实验中可能会出现的现象．
课题：______
探究方案：
小明在学习了液体压强后，知道液体压强与液体的密度有关．他想能否用液体压强计来比较两种液体的密度大小呢？请你帮助小明将液体压强计改造成可以用来比较液体密度的装置．说明你的改造过程和新仪器的使用方法．
减少环境污染 生命拒绝噪音
城市噪声污染早已成为城市环境的一大公害．国外早就出现了“噪音病“一词，世界卫生组织最近进行的全世界噪声污染调查认为，噪声污染已经成为影响人们身体健康和生活质量的严重问题．
在我们这座城市中，噪声可谓无孔不入．近年来城市机动车辆的剧增已成为城市的主要噪声源．来自机动车、飞机、火车等交通工具的噪声是流动的，干扰范围大，而建筑施工现场的噪声污染虽然相对“静止”，但噪声的强度和持续性更加令人难以忍受．因为建筑施工现场的噪声一般在90分贝以上，最高达到130分贝．
与交通和建筑施工噪声相比，来自于室内的生活噪声往往容易被忽略．家庭中的电视机、风扇、电脑、洗衣机所产生的噪声可达到50至70分贝，电冰箱为34至45分贝．
世界卫生组织研究表明，当室内的持续噪音污染超过30分贝时，人的正常睡眠就会受到干扰，而持续生活在70分贝以上的噪音环境中，人的听力及身体健康都会受到影响．
噪声对人体健康的危害是多方面的．容易受到关注的是对听力的损害，引起耳部不适，如耳鸣、耳痛和听力下降．若在80分贝以上的噪音环境中生活，造成耳聋者可达50%．
除此之外，噪声还可损伤心血管、神经系统等．长期在噪声中，特别是夜间噪音中生活的冠心病患者，心肌梗塞的发病率会增加．噪声还可导致女性生理机能紊乱、月经失调、流产率增加等．噪声的心理效应多反映在噪声影响人的休息、睡眠和工作，从而使人感到烦躁、萎靡不振，影响工作效率．
对于正处于生长发育阶段的婴幼儿来说，噪声危害尤其明显．经常处在嘈杂环境中的婴儿不仅听力受到损伤，智力发展也会受到影响．
请你仔细阅读上面的文章，并回答下列问题：
（9）从环保意义上讲______叫做噪声．
（10）家庭中有噪声吗？请你举出来源于室内的生活噪声2例．
（11）丽丽家有一台电冰箱，当压缩机进行工作时会发出非常大的声音．到了晚上，这个声音会更加的明显．冰箱发出来的这种声音对丽丽会产生什么样的危害？如何能尽可能的减小这种危害，说出你的方法和理由．
（12）丽丽发现每次下雪后，周围环境会变得非常的安静．通过查阅相关的资料，她知道由于刚下的雪非常的松软，声音“钻”进雪里后经过多次反射，就可以将能量消耗，“钻”出雪的声音就会变得非常的小．请你根据丽丽的发现，提出一个有效治理城市噪声的方案．并且利用身边常见的用品来验证这种方案的可行性．