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【分析】
要解决这道题，首先需明确直流电动机的两个核心规律：
1. 线圈转动方向的决定因素：与电流方向和磁场方向有关。当只改变电流方向或只改变磁场方向时，线圈转动方向会改变；当同时改变电流方向和磁场方向时，线圈转动方向不变。
2. 线圈转速的影响因素：与电流大小、磁场强弱有关，电流越小、磁场越弱，转速越慢。
接下来逐个分析选项：
对于A选项，电源两极对调，仅改变电流方向，磁场方向不变，线圈转动方向会改变，故A不可能发生；
对于B选项，磁体两极对调，仅改变磁场方向，电流方向不变，线圈转动方向会改变，故B不可能发生；
对于C选项，电源和磁体两极同时对调，电流方向和磁场方向都改变，根据规律，线圈转动方向不变，故C可能发生；
对于D选项，电流减小，线圈转速会变慢，而非不变，故D不可能发生。
【解析】
直流电动机线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，转速与电流大小、磁场强弱有关：
选项A：将电源两极对调，电流方向改变，磁场方向不变，线圈转动方向改变，A错误；
选项B：将磁体两极对调，磁场方向改变，电流方向不变，线圈转动方向改变，B错误；
选项C：将电源和磁体两极同时对调，电流方向和磁场方向同时改变，线圈转动方向不变，C正确；
选项D：电流减小，线圈的转速会变慢，而非不变，D错误。
【答案】
C
【知识点】
直流电动机转动方向影响因素；直流电动机转速影响因素
【点评】
本题考查直流电动机的工作特性，重点区分转动方向和转速的影响因素，易错点在于混淆“只改变单个因素”与“同时改变两个因素”对转动方向的影响，需牢记相关规律才能准确判断。
【难度系数】
0.6

【分析】
1. 对于第(1)问，先回忆直流电动机的核心组成部件，再结合图(a)的标注逐个对应：①是提供磁场的磁体部件，②是在磁场中受力转动的核心部件，③是传导电流的接触部件，④是改变线圈电流方向的部件，通过对电动机结构的记忆完成识别。
2. 第(2)问，串联电路的连接思路是：电流从电源正极出发，依次经过开关、滑动变阻器（需遵循“一上一下”接线原则）、电动机模型，最终回到电源负极，确保所有元件串联形成通路。
3. 第(3)问，从线圈受力、电路导通性、磁场强弱三个角度分析线圈不转的原因：
拨动后线圈转动，说明初始时线圈处于受力平衡的位置，无法自行启动；
弯曲电刷后恢复转动，说明原故障是电刷与换向器的接触问题，导致电路异常或阻力过大；
增加磁体后转动，说明原磁体提供的磁场力不足以驱动线圈转动。
4. 第(4)问，利用控制变量法设计实验：
探究转速与电流的关系，需控制磁场不变，通过滑动变阻器改变电流，观察转速；
探究转向与电流方向的关系，需控制磁场方向不变，改变电流方向，观察转向；
探究转向与磁场方向的关系，需控制电流方向不变，改变磁场方向，观察转向。
【解析】
(1) 根据直流电动机的结构：
①是蹄形磁体，作用是为线圈转动提供磁场；②是线圈，是在磁场中受磁场力作用转动的核心部件；③是电刷，与换向器配合，为线圈持续传导电流；④是换向器，通过周期性改变线圈中的电流方向，使线圈能持续转动。
(2) 串联电路连接步骤：
电流从电源正极流出，依次连接开关、滑动变阻器（选择“一上一下”接线柱）、电动机模型，最后连接回电源负极，确保电路为串联通路，滑动变阻器接线符合规范即可。
(3) 线圈不转的原因分析：
用手拨动后线圈转动，说明初始时线圈在平衡位置，此时线圈两侧受力大小相等、方向相反且共线，受力平衡，无法自行转动；
弯曲电刷后线圈转动，说明原故障是电刷与换向器接触不良或摩擦过大，导致电路电流不稳定或线圈转动阻力过大；
增加磁体后线圈转动，说明原故障是磁体磁性太弱，线圈受到的磁场力不足以克服阻力启动转动。
(4) 控制变量法的具体操作：
探究线圈转速与电流大小的关系：保持磁体的磁性强弱和方向不变，移动滑动变阻器的滑片P，改变电路中的电流大小，观察线圈转速的变化；
探究线圈旋转方向与电流方向的关系：保持磁体的磁极方向不变，对调电源的两极，改变线圈中的电流方向，观察线圈旋转方向的变化；
探究线圈旋转方向与磁场方向的关系：保持电源的正负极连接不变，即电流方向不变，对调磁体的两极，改变磁场方向，观察线圈旋转方向的变化。
【答案】
(1) 蹄形磁体；线圈；电刷；换向器
(2) 实物连接：电源正极→开关→滑动变阻器（一上一下）→电动机→电源负极，合理即可
(3) 开始时线圈在平衡位置；电刷与换向器接触不良或摩擦过大；磁体磁性太弱
(4) 保持磁体不变，移动滑动变阻器的滑片P，观察线圈转速变化；保持磁体磁极方向不变，对调电源的两极，观察线圈旋转方向变化；保持电源连接不变，对调磁体的两极，观察线圈旋转方向变化
【知识点】
直流电动机结构；电动机故障分析；控制变量法应用
【点评】
本题全面考查直流电动机的相关知识，从基础结构识别到电路连接，再到故障分析和探究实验，既注重对基础知识的记忆，也考查对原理的理解和实验方法的应用，需要学生结合电动机的工作逻辑，多角度分析问题，衔接理论与实际操作。
【难度系数】
0.6