5.7 学生实验：设计制作简易直流电动机 同步作业 -2025-2026学年高二上学期物理高教版（2021）通用类

5.7 学生实验：设计制作简易直流电动机 同步作业 一、选择题（每题3分，共36分） 1. 简易直流电动机的核心工作原理是（） A．电磁感应现象 B．磁场对电流的作用（安培力） C．电流的磁效应 D．静电感应现象 2. 制作简易直流电动机时，不需要用到的器材是（） A．永磁体 B．线圈 C．电源（直流） D．电流表 3. 简易直流电动机中，线圈能够持续转动的关键是（） A．有足够大的电源电压 B．有永磁体提供磁场 C．有换向装置（或半环换向器） D．线圈的匝数足够多 4. 关于简易直流电动机中线圈的作用，下列说法正确的是（） A．线圈是产生磁场的装置 B．线圈是受力转动的部件，将电能转化为机械能 C．线圈是换向装置 D．线圈的作用是提供电能 5. 制作简易直流电动机时，永磁体的作用是（） A．提供电能 B．产生磁场，使线圈受到安培力 C．改变线圈的转动方向 D．保护电路 6. 下列关于简易直流电动机能量转化的说法，正确的是（） A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能 C．磁能转化为电能 D．电能转化为热能 7. 制作简易直流电动机时，若线圈无法转动，下列原因中不可能的是（） A．线圈与支架接触不良 B．电源正负极接反 C．磁场方向与电流方向平行 D．线圈匝数过少 8. 简易直流电动机中，换向装置（半环）的作用是（） A．改变磁场的方向 B．改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动 C．改变线圈的受力大小 D．提供电能 9. 制作线圈时，下列做法更合理的是（） A．线圈匝数越少越好 B．线圈匝数适中，形状规整 C．线圈用粗导线制作，无需绝缘 D．线圈可以随意缠绕 10. 关于简易直流电动机的制作，下列操作规范的是（） A．连接电路时，不需要断开开关 B．线圈两端的引线应固定牢固，避免接触不良 C．永磁体可以随意放置，无需对准线圈 D．电源电压越大越好，这样线圈转动越快 11. 下列哪种情况会导致简易直流电动机线圈转动速度变慢（） A．增大电源电压 B．增加线圈匝数 C．减弱磁场强度 D．减小线圈与支架的摩擦 12. 简易直流电动机的制作实验，主要目的是（） A．探究电磁感应现象 B．验证磁场对电流的作用，理解电能与机械能的转化 C．测量磁感应强度 D．探究电流的磁效应 二、填空题（共24分） 13. 简易直流电动机的工作原理是________________，即通电线圈在磁场中受到安培力的作用而转动。 14. 制作简易直流电动机需要的核心器材有：永磁体、________________、直流电源、支架和导线。 15. 简易直流电动机中，________________的作用是产生磁场，为线圈提供受力的环境。 16. 线圈转动时，将________________能转化为________________能，这是电动机的核心能量转化过程。 17. 为了使线圈能够持续转动，需要安装________________装置，其作用是改变线圈中的电流方向。 18. 制作线圈时，线圈的两端引线应________________，避免接触不良导致线圈无法转动。 19. 连接电路时，开关应处于________________状态，防止连接过程中出现短路。 20. 若线圈转动方向相反，可通过改变________________方向或________________方向来调整。 21. 线圈转动的速度与电源电压、________________和磁场强度有关。 22. 制作简易直流电动机时，线圈与支架之间的________________越小，线圈转动越顺畅。 23. 实验结束后，应先________________，再拆除实验器材，整理好实验桌面。 24. 简易直流电动机的制作关键是：线圈规整、接触良好、________________和磁场方向与电流方向不平行。 三、判断题（每题2分，共16分，对打√，错打×） 25. 简易直流电动机的工作原理是磁场对电流的作用。（） 26. 制作简易直流电动机时，必须使用交流电源。（） 27. 没有换向装置，线圈也能持续转动。（） 28. 永磁体的磁场越强，线圈转动速度越快（其他条件不变）。（） 29. 线圈匝数越多，线圈转动的速度一定越快。（） 30. 连接电路时，开关闭合后再固定线圈，更便于操作。（） 31. 改变电源正负极，线圈的转动方向会发生改变。（） 32. 简易直流电动机工作时，电能全部转化为机械能，没有能量损耗。（） 四、实验分析与实操题（每题8分，共24分） 33. 分析简易直流电动机中“换向装置”的作用，结合线圈转动的过程，说明为什么没有换向装置线圈无法持续转动。 34. 写出制作简易直流电动机的主要操作步骤，说明每一步的操作目的，指出常见的操作错误及解决方法。 35. 某同学制作的简易直流电动机，线圈能够转动但转动速度很慢，请分析可能的原因，并说明对应的改进方法（至少2点）。 参考答案 一、选择题 1.B 2.D 3.C 4.B 5.B 6.B 7.B 8.B 9.B 10.B 11.C 12.B 二、填空题 13. 磁场对电流的作用（或安培力） 14. 线圈 15. 永磁体 16. 电；机械 17. 换向（或半环换向） 18. 固定牢固 19. 断开 20. 电流；磁场 21. 线圈匝数 22. 摩擦 23. 断开开关（或切断电源） 24. 换向装置正常 三、判断题 25.√ 26.× 27.× 28.√ 29.× 30.× 31.√ 32.× 四、实验分析与实操题 33. 分析：换向装置（半环）的核心作用是改变线圈中的电流方向。线圈在磁场中受到安培力转动，当线圈转到平衡位置时，线圈受力方向与转动方向相反，会阻碍线圈继续转动；此时换向装置自动改变线圈中的电流方向，使线圈受力方向与转动方向相同，从而推动线圈持续转动。若没有换向装置，线圈转到平衡位置后会停止转动，无法实现持续转动。 34. 主要操作步骤及目的：① 制作线圈：用导线缠绕成规整的线圈，两端引线固定牢固并剥去绝缘层，目的是使线圈能在磁场中受力转动，避免接触不良；② 安装支架：将线圈固定在支架上，使线圈能灵活转动，目的是减小线圈转动时的摩擦；③ 放置永磁体：将永磁体放在线圈两侧，使线圈处于磁场中，目的是为线圈提供受力环境；④ 连接电路：将线圈、开关、直流电源用导线连接，开关处于断开状态，目的是防止连接过程中短路；⑤ 调试运行：闭合开关，观察线圈转动情况，若不转动，检查接触情况、磁场方向等，目的是确保实验成功。常见错误及解决方法：① 错误：线圈引线接触不良，解决：重新固定引线，剥去绝缘层；② 错误：永磁体未对准线圈，解决：调整永磁体位置，使线圈处于磁场中；③ 错误：电源电压过低，解决：更换电压合适的直流电源。 35. 可能的原因及改进方法：① 原因一：电源电压过低，线圈受力过小；改进方法：更换电压合适的直流电源，增大线圈受力；② 原因二：磁场强度较弱，线圈受力不足；改进方法：更换磁性更强的永磁体，增强磁场；③ 原因三：线圈与支架之间摩擦过大，阻碍线圈转动；改进方法：调整支架位置，减小摩擦，使线圈转动更顺畅；④ 原因四：线圈匝数过少，受力过小；改进方法：增加线圈匝数，增大线圈所受安培力。（答出2点即可，原因与改进方法对应合理即可） 学科网（北京）股份有限公司 $