5. 电动机带动其他机器运转，将电能转化为机械能，但同时它自身还会发热，将部分电能转化为内能。某电动机线圈的电阻为$2\ \Omega$，电动机正常工作时的电压为$220\ V$，电流为$10\ A$。
（1）该电动机连续工作$10\ min$，电流做了多少功？有多少电能转化为内能？
（2）电动机如果被卡住不转，时间过长会烧坏线圈，这是为什么？
（1）该电动机连续工作$10\ min$，电流做了多少功？有多少电能转化为内能？
（2）电动机如果被卡住不转，时间过长会烧坏线圈，这是为什么？
答案：（1）电流做的功：$W=UIt=220\ \mathrm{V} × 10\ \mathrm{A} × 10 × 60\ \mathrm{s}=1.32 × 10^6\ \mathrm{J}$；
转化为内能：$Q=I^2Rt=(10\ \mathrm{A})^2 × 2\ \Omega × 10 × 60\ \mathrm{s}=1.2 × 10^5\ \mathrm{J}$；
（2）电动机被卡住不转时，电能几乎全部转化为内能，根据$I=\frac{U}{R}$，此时电流远大于正常工作电流，由$Q=I^2Rt$可知，相同时间内产生大量热量，会烧坏线圈。
转化为内能：$Q=I^2Rt=(10\ \mathrm{A})^2 × 2\ \Omega × 10 × 60\ \mathrm{s}=1.2 × 10^5\ \mathrm{J}$；
（2）电动机被卡住不转时，电能几乎全部转化为内能，根据$I=\frac{U}{R}$，此时电流远大于正常工作电流，由$Q=I^2Rt$可知，相同时间内产生大量热量，会烧坏线圈。
解析：
【分析】
（1）电动机正常工作时是非纯电阻用电器，电流做的总功等于消耗的总电能，需用公式$W=UIt$计算；转化为内能的部分是电流通过线圈电阻产生的热量，要用焦耳定律$Q=I^2Rt$计算，注意需将时间单位换算为秒。
（2）电动机被卡住不转时，会变成纯电阻用电器，电能几乎全部转化为内能；根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，线圈电阻较小，此时电路电流远大于正常工作电流，再由焦耳定律$Q=I^2Rt$可知，相同时间内线圈会产生大量热量，时间过长就会烧坏线圈。
【解析】
（1）先换算时间单位：$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$
电流做的功：
$W=UIt=220\ \mathrm{V} × 10\ \mathrm{A} × 600\ \mathrm{s}=1.32 × 10^6\ \mathrm{J}$
转化为内能的电能：
$Q=I^2Rt=(10\ \mathrm{A})^2 × 2\ \Omega × 600\ \mathrm{s}=1.2 × 10^5\ \mathrm{J}$
（2）电动机被卡住不转时，不再将电能转化为机械能，电能几乎全部转化为内能；此时电动机相当于纯电阻电路，根据$I=\frac{U}{R}$，线圈电阻$R$很小，电路中的电流远大于正常工作时的电流，由$Q=I^2Rt$可知，相同时间内线圈产生的热量急剧增多，时间过长会烧坏线圈。
【答案】
（1）电流做的功为$1.32 × 10^6\ \mathrm{J}$，转化为内能的电能为$1.2 × 10^5\ \mathrm{J}$；
（2）电动机被卡住不转时，电能几乎全部转化为内能，且电路中电流远大于正常工作电流，相同时间内线圈产生大量热量，时间过长会烧坏线圈。
【知识点】
电功的计算、焦耳定律、非纯电阻电路
【点评】
本题考查电功和焦耳定律在非纯电阻电路中的应用，核心是区分电动机正常工作（非纯电阻）与卡住不转（纯电阻）时的能量转化及公式适用场景，帮助学生明确纯电阻与非纯电阻电路中电功、电热的计算差异，深化对电能转化的理解。
【难度系数】
0.6
（1）电动机正常工作时是非纯电阻用电器，电流做的总功等于消耗的总电能，需用公式$W=UIt$计算；转化为内能的部分是电流通过线圈电阻产生的热量，要用焦耳定律$Q=I^2Rt$计算，注意需将时间单位换算为秒。
（2）电动机被卡住不转时，会变成纯电阻用电器，电能几乎全部转化为内能；根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，线圈电阻较小，此时电路电流远大于正常工作电流，再由焦耳定律$Q=I^2Rt$可知，相同时间内线圈会产生大量热量，时间过长就会烧坏线圈。
【解析】
（1）先换算时间单位：$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$
电流做的功：
$W=UIt=220\ \mathrm{V} × 10\ \mathrm{A} × 600\ \mathrm{s}=1.32 × 10^6\ \mathrm{J}$
转化为内能的电能：
$Q=I^2Rt=(10\ \mathrm{A})^2 × 2\ \Omega × 600\ \mathrm{s}=1.2 × 10^5\ \mathrm{J}$
（2）电动机被卡住不转时，不再将电能转化为机械能，电能几乎全部转化为内能；此时电动机相当于纯电阻电路，根据$I=\frac{U}{R}$，线圈电阻$R$很小，电路中的电流远大于正常工作时的电流，由$Q=I^2Rt$可知，相同时间内线圈产生的热量急剧增多，时间过长会烧坏线圈。
【答案】
（1）电流做的功为$1.32 × 10^6\ \mathrm{J}$，转化为内能的电能为$1.2 × 10^5\ \mathrm{J}$；
（2）电动机被卡住不转时，电能几乎全部转化为内能，且电路中电流远大于正常工作电流，相同时间内线圈产生大量热量，时间过长会烧坏线圈。
【知识点】
电功的计算、焦耳定律、非纯电阻电路
【点评】
本题考查电功和焦耳定律在非纯电阻电路中的应用，核心是区分电动机正常工作（非纯电阻）与卡住不转（纯电阻）时的能量转化及公式适用场景，帮助学生明确纯电阻与非纯电阻电路中电功、电热的计算差异，深化对电能转化的理解。
【难度系数】
0.6
6. 直流电动机是利用的原理制成的。它的主要构造有三大部分，分别为、和。
答案：通电线圈在磁场中受力转动
磁体线
圈（转子）
换向器
磁体线
圈（转子）
换向器
解析：
【分析】
这是一道考查直流电动机基础知识的识记类题目。解题时，首先要明确电动机与发电机的原理差异，发电机基于电磁感应，而直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成；接着回忆直流电动机的核心构造，它的三大部分分别是提供磁场的磁体、可转动的线圈（转子）以及能改变电流方向的换向器，将这些知识点对应填入题目即可。
【解析】
直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；它的主要构造分为三大部分，分别为磁体、线圈（转子）和换向器。
【答案】
通电线圈在磁场中受力转动；磁体；线圈（转子）；换向器
【知识点】
直流电动机的原理；直流电动机的构造
【点评】
本题考查直流电动机的基础知识点，属于识记类题目，难度较低，需要学生准确区分电动机与发电机的工作原理，牢记直流电动机的核心构造，避免与其他电磁学设备的知识点混淆。
【难度系数】
0.9
这是一道考查直流电动机基础知识的识记类题目。解题时，首先要明确电动机与发电机的原理差异，发电机基于电磁感应，而直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成；接着回忆直流电动机的核心构造，它的三大部分分别是提供磁场的磁体、可转动的线圈（转子）以及能改变电流方向的换向器，将这些知识点对应填入题目即可。
【解析】
直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；它的主要构造分为三大部分，分别为磁体、线圈（转子）和换向器。
【答案】
通电线圈在磁场中受力转动；磁体；线圈（转子）；换向器
【知识点】
直流电动机的原理；直流电动机的构造
【点评】
本题考查直流电动机的基础知识点，属于识记类题目，难度较低，需要学生准确区分电动机与发电机的工作原理，牢记直流电动机的核心构造，避免与其他电磁学设备的知识点混淆。
【难度系数】
0.9
7. 在正确安装直流电动机模型后，接通电路，却发现电动机不转。在下列几种原因中，不可能造成这一现象的是()。
A.线圈刚好处于平衡位置
B.转轴受到的摩擦力太大
C.电源的正负极接反了
D.电源电压太低
A.线圈刚好处于平衡位置
B.转轴受到的摩擦力太大
C.电源的正负极接反了
D.电源电压太低
答案：C
解析：
【分析】
要解决这道题，首先需要回忆直流电动机的工作原理及影响其转动的因素。我们可以逐个分析每个选项，判断该情况是否会导致电动机不转：先明确电动机不转的常见原因包括受力平衡、阻力过大、动力不足等；再分析每个选项对应的情况是否符合这些原因，进而找出不可能造成不转的选项。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：当线圈刚好处于平衡位置时，线圈两侧的受力大小相等、方向相反，相互平衡，线圈无法获得转动的动力，会出现电动机不转的现象，该情况可能造成此现象。
2. 选项B：转轴受到的摩擦力太大，电动机的动力不足以克服摩擦力，线圈无法转动，会出现电动机不转的现象，该情况可能造成此现象。
3. 选项C：电源的正负极接反了，只会改变线圈中的电流方向，进而改变电动机的转动方向，但不会导致电动机不转，该情况不可能造成此现象。
4. 选项D：电源电压太低时，电路中的电流过小，线圈受到的磁场力不足，无法克服阻力转动，会出现电动机不转的现象，该情况可能造成此现象。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
直流电动机工作原理；平衡位置特性；电动机转动条件
【点评】
本题考查直流电动机的相关知识，重点在于区分影响电动机转动状态（转或不转）和转动方向的因素，易错点是容易混淆电源正负极接反的影响，需明确接反仅改变转动方向，不会使电动机停止转动。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先需要回忆直流电动机的工作原理及影响其转动的因素。我们可以逐个分析每个选项，判断该情况是否会导致电动机不转：先明确电动机不转的常见原因包括受力平衡、阻力过大、动力不足等；再分析每个选项对应的情况是否符合这些原因，进而找出不可能造成不转的选项。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：当线圈刚好处于平衡位置时，线圈两侧的受力大小相等、方向相反，相互平衡，线圈无法获得转动的动力，会出现电动机不转的现象，该情况可能造成此现象。
2. 选项B：转轴受到的摩擦力太大，电动机的动力不足以克服摩擦力，线圈无法转动，会出现电动机不转的现象，该情况可能造成此现象。
3. 选项C：电源的正负极接反了，只会改变线圈中的电流方向，进而改变电动机的转动方向，但不会导致电动机不转，该情况不可能造成此现象。
4. 选项D：电源电压太低时，电路中的电流过小，线圈受到的磁场力不足，无法克服阻力转动，会出现电动机不转的现象，该情况可能造成此现象。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
直流电动机工作原理；平衡位置特性；电动机转动条件
【点评】
本题考查直流电动机的相关知识，重点在于区分影响电动机转动状态（转或不转）和转动方向的因素，易错点是容易混淆电源正负极接反的影响，需明确接反仅改变转动方向，不会使电动机停止转动。
【难度系数】
0.6