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单选题
以下说法正确的是（　　）
A．电动机是根据电磁感应原理制成的
B．过路涵洞是利用连通器原理设计的
C．利用费力机械可以省功
D．验电器是用于检验物体带何种电荷的仪器

本题信息：2006年盐城物理单选题难度一般来源:未知
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本试题 “以下说法正确的是（）A．电动机是根据电磁感应原理制成的B．过路涵洞是利用连通器原理设计的C．利用费力机械可以省功D．验电器是用于检验物体带何种电荷的仪器” 主要考查您对
直流电动机

连通器原理及应用

功的原理

验电器的原理及其使用
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直流电动机
连通器原理及应用
功的原理
验电器的原理及其使用

电动机的原理：

工作原理	直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，它在工作时将电能转化为机械能
基本构造	直流电动机主要由两部分组成，即能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子，电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。如图所示
能量转化	电能转化为机械能
换向器	(1)构造：由两个铜制半球环构成 (2)作用：能自动地改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动
优点	构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，价格便宜、无污染

直流电动机和交流电动机的比较：

		直流电动机	交流电动机
构造	相同	均由磁体，线圈组成
构造	不同	需要换向器(两个半铜环)，外电路上有电源	用两个铜环和电刷连接电路，外电路上无电源
原理	相同	均受磁场方向影响
原理	不同	磁场对通电线圈的作用	电磁感应现象
用途	相同	两者一起帮助人类利用水能、内能、核能等
用途	不同	电能转化为机械能机械能	转化为电能

补充：区别电动机与发电机，要分清是运动产生电，还是通电后运动，从而确定电能与机械能的转化；装置方面一个有电源，一个没有电源，电动机是通电产生运动，所以有电源的是电动机，没电源的是发电机。

直流电动机不转或转速过小的原因：
安装直流电动机模型时，线圈不转的原因主要有电路开路、磁铁无磁性和线圈处于平衡位置等几种情况。转速过小是因为电流小或磁性弱。

例1正确连接好直流电动机模型的电路后，合上开关，电动机不转，试列出可能产生故障的原因及相应排除故障的方法。
(1)____，排除故障的办法____；
(2)____，排除故障的办法____；
(3)____，排除故障的办法____。

解析：通电线圈在磁场作用下才能运动，如果磁铁失去磁性，电动机就不会转动。电动机靠换向器改变线圈中电流方向，使线圈连续转动，但若换向器接触不良，则不能使线圈连续转动。线圈通过平衡位置时靠的是惯性，但线圈如果原来是静止在平衡位置的，那么线圈将保持静止的状态。

答案：(1)磁铁无磁性更换磁铁(2)线圈处于平衡位置让线圈转过平衡位置(3)电刷与换向器接触不良可压紧电刷与换向器

用控制变量法判断通电导体在磁场中受力情况：
通电导体在磁场中受力情况的判定常与电动机原理对应结合，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关：

例如图所示，导体放入(a)图磁场中的受力方向已经标出，请在(b)图、(c)图上标出它的受力方向。

解析：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向都有关系。
比较图(a)、(b)：磁感线方向相同，都是垂直纸面向里，电流方向相反，受磁场力方向也应相反，(a)图向左，则(b)图向右。
比较图(b)、(c)：电流方向相同而磁场方向相反，受到磁场力的方向也应该相反，因(b)图水平向右，所以(c)图应水平向左。

答案：如图甲、乙

定义：
上端开口，下端连通的容器叫连通器，如图所示。

特点：
连通器里的同种液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。

应用：
乳牛自动喂水器、茶壶、锅炉水位计、船闸等。如图所示。

说明：
(1)连通器的特点既可以通过实验归纳得出，也可以通过理论推导得出。
(2)理论推导的过程(建立模型法)：如图，液体不流动一液片处于平衡状态一液片两侧受到的压力相等(F左=F右)→液片两侧受到的压强相等(p左=P右)→两管液面高度相等(h左=h右)→两管液面相平。

(3)连通器特点应用：连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时各个容器中的液面才是相平的。如果容器倾斜，则各容器中的液体即开始流动，由液柱高的一端向液柱低的一端流动，直到各容器中的液面相平时，才停止流动。

压强计：
压强计是测量液体内部压强的仪器(如图所示)，它由探头，U形管，软管组成，当探头的薄膜(橡皮模) 受压强的作用时，U形管左右两侧液面就会产生高度差，液面高度差越大，薄膜(橡皮模)受到的压强越大。

船闸:
船闸是利用连通器原理T作的。通过闸门和阀门的打开、关闭，调节船闸内的水位分别与上、下游水位相平，使船经过船闸从上游驶往下游或从下游驶往上游。当上游闸门打开时，闸室与上游河流构成连通器；当下游闸门打开时，闸室与下游河流构成连通器，这样使落差较大的河面上能让船只正常安全地行驶。下面描述的是一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
(1)如图l船在上游(打开上游阀门A，闸室和上游水道构成了一个连通器)。
(2)如图2船进入闸室中(闸室水面上升到和上游水面相平后，打开上游闸门，船驶入闸室)。
(3)如图3船准备出闸室(打开下游阀门B，闸室和下游水道构成了一个连通器)。

使用任何机械都不省功。
功的原理：
1．忽略机械自重和摩擦时，使用简单机械所做的功等于不使用机械而直接用手做的功。或者说使用机械不省功。如果直接用手把重为G的物体提升一个高度h，手使用的力就是G，手移动的距离就是h。手做的功是W₁=G·h。如图所示，使用动滑轮，手用的力变了G/2(不考虑动滑轮的重及摩擦)，手移动的距离变了2h。

使用动滑轮时手做的功Gh。可见，W₂=W₁，即有：使用机械时对物体做的功等于不使用机械时而直接对物体做的功。结论：在不考虑机械的重力和相关的摩擦力时，使用机械不省功——功的原理。

2．功的原理对于任何机械都适用，它是成立在一种“理想化的状态”前提下的。例如，杠杆、滑轮都是不考虑机械自身的重力及工作时的摩擦力，而这些又都是客观存在的，所以在应用功的原理进行计算时，是一种“理想化”状态下的计算。

3．使用简单机械可以省力，或者可以省距离，但省力必然费距离，省距离必然费力，即力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个不变量。例如，动滑轮做功，由于有两根绳子承重，所以可以省一半的力，但绳端却要移动两倍的距离，因此，将功定义为力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。有时使用机械，即不省力，也不费力，但可以使做功方便，如改变力的方向。

定义：验电器是检验物体是否带电的仪器。

组成：金属球，金属杆，金属箔等几部分组成

原理：同种电荷相互排斥；
验电器的使用：
取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电。用金属棒把A和B连接起来，可以看到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔张开，实验现象说明，有电荷通过金属杆从验电器A流动到B，使验电器B也带了电。也就是说金属杆上有了电荷的定向移动。（如图）

判断物体是否带电的方法：
1．看物体能否吸引轻小物体。因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。

2．看物体是否会跟其他带电体相互排斥。因为只有该物体带了电，它才有可能跟其他带电体相互排斥。若相互排斥，这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。

3．利用验电器。只要物体带电，则当它接触(或靠近)验电器的金属球时，验电器的金属箔都会张开一定的角度。同时，验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)和检验带电体所带电荷的种类(即将待检验的带电体与带有已知电性的电荷的验电器的金属球接触，观察验电器的金属箔的张角有无减小的过程，若有，则带电体上就带有跟验电器上电荷电性相异的电荷。反之，亦然)。
静电感应：
一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时，由于电荷间的相互作用，会使导体内部的电荷重新分布：导体距带电体近的近端带有与带电体所带电荷电性相异的电荷，远端带有与带电体电性相同的电荷。这种现象叫静电感应(下图)。

静电感应现象：
接近：产生静电感应。
如带正电的物体接近不带电的验电器的金属球，则由于静电感应，验电器金属球处感应出负电荷，而金属箔则由于带正电而张开一定角度；
若验电器原来带正电，由于静电感应，同种电荷相斥，金属球的正电荷电荷量减少，金属箔电荷量增多，张角增大；
若验电器原来带负电，则异种电荷相吸，金属球电荷量增大，金属箔电荷量可能只减少，可能先减小，然后带正电增加，因此其张角可能只减小，可能先减小后增大。

接触：电子转移，带电导体上的电子会转移到验电器上。
移走带电导体，验电器金属箔继续张开。

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