物理课上，孟老师做了一个有趣的演示实验：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水，用滴管分别在两烧杯中各滴入一滴红墨水，过一会儿，杯中热水都变红了，稍后冷水也都变红了．
（1）水变红了是________现象；热水比冷水红得更快，说明________．
（2）在对实验的分析与评估时，同组的小红和小明对实验的现象观察没有不同意见，但小红和小明都注意到孟老师的演示实验控制了一滴相同的红墨水，滴入等质量但是温度不同的水中．小红认为，实验中红墨水是“主动”分散到半杯水中的；而小明则认为红墨水是被稀释，是“被动”的；为了探究红墨滴入水中后的物理过程的特点，他们想到了“控制变量”的研究方法，设计了以下备选实验方案：
a、将一滴热的红墨水和一滴冷的红墨水，分别滴入半杯热水和半杯冷水，然后观察物理过程进行的快慢
b、将一滴热的红墨水和一滴冷的红墨水，分别滴入两个半杯的热水中，然后观察物理过程进行的快慢
c、将一滴热的红墨水和一滴冷的红墨水，分别滴入两个半杯的冷水中，然后观察物理过程进行的快慢
以上设计备选实验方案的过程属于科学探究7个要素中的________“要素”．　　（提出问题、假设与猜想、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作）
（3）为了搞清实验的设计原理，最终确定研究方案，他们请教了老师，老师说，在实验中，红墨水的用量微乎其微，对实验没有“实质性”的影响，它只是起到“标示物”的作用，目的是使原本不易观察到的水分子的微观运动的特点显示出来，便于观察研究．下列4个操作选项中与此研究方法类似的是________（选填前面的字母）．
A．研究杠杆平衡条件时，反复做实验，通过分析得出结论
B．将正在发声的音叉接触平静水面，会在水面上激起层层水波，通过观察水波来确定音叉振动
C、测量滑动摩擦力大小时，通过弹簧测力计的示数得知摩擦力的大小
D、研究磁场时，引入了磁感线来描述磁场．

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