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垂直
相互平衡
换向器
平衡
线圈中的电流方向
通电导体在磁场中受力
电
机械
由c到d
竖直向上
D
A


【分析】
首先回忆直流电动机各组成部件的形态与位置，然后逐一对照题目给出的元件序号，在图中找到对应位置：先识别最显眼的蹄形磁体，再依次定位弧形铁片、支架、线圈、电刷、换向器、底座，最后将序号标注在对应位置。
【解析】
1. 图中最上方的U形部件为①蹄形磁体，在该位置标注①；
2. 蹄形磁体内部的弧形部件为②弧形铁片，在该位置标注②；
3. 支撑线圈和右侧调节部件的结构为③支架，在对应位置标注③；
4. 装置中间可转动的部件为④线圈，在该位置标注④；
5. 与换向器接触的导电部件为⑤电刷，在对应位置标注⑤；
6. 线圈两端的环形部件为⑥换向器，在该位置标注⑥；
7. 最下方的平台结构为⑦底座，在该位置标注⑦。
最终标注结果与参考答案中的标注图一致。
【答案】
标注后的图与参考答案中的标注图一致
【知识点】
直流电动机结构
【点评】
本题考查直流电动机各组成部件的识别，需熟悉各部件的外观与位置，属于基础识记类题目，帮助巩固电动机的结构认知。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先回忆通电线圈在磁场中的受力规律：当线圈处于不同位置时，受力情况不同。要找到平衡位置，需明确平衡状态下的受力特点——受力平衡，再对应线圈与磁感线的位置关系。当线圈平面与磁感线垂直时，线圈两侧的受力大小相等、方向相反且在同一直线上，满足受力平衡的条件，此时线圈处于平衡位置。
【解析】
当通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈的两个对边受到的磁场作用力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，这两个力相互平衡，线圈会保持该位置静止，这个位置被称为平衡位置。
【答案】
垂直；相互平衡
【知识点】
通电线圈平衡位置；磁场对通电线圈的作用
【点评】
本题考查电磁学中通电线圈平衡位置的基础概念，是理解电动机工作原理的关键知识点，需要准确记忆平衡位置的位置特征和受力特点。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先回忆通电线圈在磁场中的转动特性：通电线圈在磁场中会受力转动，但当线圈转到平衡位置时，线圈受到的两个力处于同一直线，受力平衡，线圈会停止转动。要让线圈持续转动，需通过装置改变线圈受力方向，由于磁场方向固定，改变电流方向就能改变受力方向，这个装置就是换向器。由此明确，要使线圈持续转动需安装换向器，它在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变受力方向，让线圈连续转动。
【解析】
1. 通电线圈在磁场中转动到平衡位置时会因受力平衡停止，要实现持续转动，必须安装换向器；
2. 平衡位置指线圈平面与磁场方向垂直的位置，此时线圈受力平衡无法继续转动；
3. 换向器的核心作用是：每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈受力方向改变，进而持续转动。
【答案】
换向器；平衡；线圈中的电流方向
【知识点】
换向器的作用；通电线圈转动原理
【点评】
本题是对电动机核心部件换向器的基础考查，聚焦电磁学中通电线圈持续转动的关键条件，需要牢记换向器的功能及平衡位置的特点，属于对基础知识的直接检测。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题，需从电动机的工作原理和能量转化两个角度思考：首先回忆电动机的工作机制，它是依靠通电导体在磁场中受到力的作用而运动来工作的；其次分析能量转化，电动机工作时需要通电，消耗电能，最终使电动机转动，获得机械能，由此确定能量转化方向。同时注意与发电机的原理（电磁感应）区分开，避免混淆。
【解析】
电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；在工作过程中，电动机消耗电能，驱动导体运动，将电能转化为机械能。
【答案】
通电导体在磁场中受力；电；机械
【知识点】
电动机工作原理、电能转化为机械能
【点评】
本题属于电学基础题，考查电动机的核心知识点，明确区分电动机与发电机的工作原理是解题关键，该知识点是磁现象应用中的常考内容，需牢固掌握。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先判断cd段的电流方向：根据电路的电流路径，电流从电源正极流出，依次经过线圈的a、b、c、d，因此cd段导线的电流方向为由c到d。
然后判断ab段的受力方向：ab段与cd段的电流方向相反，且处于同一磁场中，根据通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系，当磁场方向相同时，电流方向相反则受力方向相反，已知cd段受力方向竖直向下，所以ab段受力方向竖直向上。
【解析】
1. 判断cd段电流方向：观察电路连接，电流从电源正极流出，沿线圈的a→b→c→d路径流动，因此cd段导线的电流方向为由c到d。
2. 判断ab段受力方向：ab段电流方向为a→b，与cd段电流方向相反，两段导线处于同一方向的磁场中。根据通电导体在磁场中受力的规律：磁场方向相同时，电流方向相反，导体所受磁场力方向相反。已知cd段受力方向竖直向下，因此ab段所受磁场力方向为竖直向上。
【答案】
由c到d；竖直向上
【知识点】
电流方向判断；磁场力方向判断
【点评】
本题考查电路中电流方向和通电导体在磁场中受力方向的判断，需结合电路路径和磁场力的影响因素分析，利用电流方向与受力方向的关系可快速解题。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先回忆直流电动机的工作过程：线圈在磁场中依靠磁场力的作用转动，当线圈平面转到与磁感线垂直的平衡位置时，线圈受到的两个力为平衡力，若不改变电流方向，线圈会停在该位置。换向器的核心作用是让线圈持续转动，因此需要在合适的时机改变电流方向。
接下来梳理判断逻辑：
1. 换向器的作用是改变电流方向，而非电流大小，因此可直接排除涉及“改变电流大小”的A、C选项；
2. 平衡位置是线圈受力平衡的位置，若在刚转到平衡位置时改变电流方向（选项B），无法推动线圈继续转动，只有当线圈刚转过平衡位置时，换向器改变电流方向，才能使线圈受力方向与转动方向一致，持续转动，因此B错误，D正确。
【解析】
直流电动机中，换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈的受力方向与转动方向相同，从而保证线圈持续沿同一方向转动。
对各选项逐一分析：
A选项：换向器不改变电流大小，且时机描述错误，排除；
B选项：换向器改变电流方向的时机是线圈刚转过平衡位置，而非刚转到，排除；
C选项：换向器不改变电流大小，排除；
D选项：符合换向器的正确作用，当选。
【答案】
D
【知识点】
直流电动机换向器作用、直流电动机工作原理
【点评】
本题属于直流电动机的基础概念题，重点考查对换向器作用的准确理解，易混淆点在于“刚转到平衡位置”与“刚转过平衡位置”的时机差异，以及“改变电流方向”与“改变电流大小”的功能差异，需准确把握核心概念才能正确作答。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题，首先需明确电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动，而线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定。接下来逐个分析选项：若改变电流方向或磁场方向，就能改变线圈的受力方向，从而改变转动方向；而改变电流大小、磁场强弱、线圈匝数等，只会影响线圈受力的大小，进而改变转动速度，不会改变转动方向。据此判断各选项是否符合要求。
【解析】
电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定，对各选项分析如下：
A. 对调电源的正负极，会改变电路中的电流方向，进而改变线圈的受力方向，使电动机转动方向改变，符合要求；
B. 改变通电电流的大小，仅能改变线圈受力的大小，影响转动速度，无法改变转动方向，不符合要求；
C. 换用磁性更强的磁铁，只能增强磁场强度，增大线圈受力，提升转动速度，不能改变转动方向，不符合要求；
D. 增加电动机的线圈匝数，会增大线圈整体受力，加快转动速度，不改变转动方向，不符合要求。
因此正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
电动机转动方向的影响因素、通电线圈在磁场中的受力原理
【点评】
本题考查电动机转动相关的基础概念，核心是区分影响转动方向与转动速度的不同因素，属于对基础知识的直接考查，有助于学生理清电动机工作中的关键变量。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这个问题，我们先明确实验的核心需求：探究电动机转动方向与转动速度的影响因素。转动速度与电路中电流大小有关，因此需要滑动变阻器来改变电流；转动方向与电流方向、磁场方向有关，电路需包含电源、开关、滑动变阻器、电动机，采用串联电路，这样既可以通过移动滑动变阻器滑片改变电流大小，也可以通过调换电源正负极改变电流方向。
设计思路：先画出串联电路图，电源、开关、滑动变阻器（一上一下接线）、电动机依次串联；再按照电流路径（电源正极→开关→滑动变阻器→电动机→电源负极）完成实物连接，注意滑动变阻器“一上一下”的接线规则。
【解析】
1. 绘制实验电路图：
画出电源符号，从电源正极出发，依次串联开关、滑动变阻器（采用“一上一下”的接线方式）、电动机，最后回到电源负极，形成完整的串联电路。
2. 实物电路连接：
按照电流的流向进行连接：
① 将电源的正极接线柱与开关的一个接线柱相连；
② 开关的另一个接线柱与滑动变阻器的任意一个上接线柱相连；
③ 滑动变阻器的任意一个下接线柱与电动机的一个接线柱相连；
④ 电动机的另一个接线柱与电源的负极接线柱相连，完成串联电路的连接。
【答案】
电路图为电源、开关、滑动变阻器、电动机串联的电路；实物连接按照上述解析步骤完成，连接后的电路对应参考答案所示的电路。
【知识点】
电动机的影响因素；滑动变阻器的使用；串联电路连接
【点评】
本题结合电动机的实验探究，考查了电路设计与实物连接能力，需要理解影响电动机转动的关键因素，掌握滑动变阻器的正确使用和串联电路的连接逻辑，是对电学实验操作能力的综合考查。
【难度系数】
0.6
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