Question

20．如圖所示是小明制作的一臺簡易電動機(jī)．

（1）電動機(jī)的線圈繞制好后，小明將線圈左端引出線的絕緣漆刮掉-半，右端引出的絕緣漆全部刮掉，他這樣做的目的是使線圈通電時 能夠使線圈在轉(zhuǎn)動過程中半周沒有電流．
（2）開關(guān)閉合后，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，用手輕推一下線圈，線圈就的轉(zhuǎn)動起來，則開始時線圈不轉(zhuǎn)的原因是啟動時線圈平面剛好處于平衡位置．
（3）要想改變線圈的轉(zhuǎn)動方向，小明可采取的措施是改變電流方向、改變磁場方向．（寫出兩點(diǎn)）
（4）小明還想設(shè)計一個能調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置，請在下面方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（電動機(jī)符號用表示）．

Answer 1

分析 （1）該線圈之所以能轉(zhuǎn)動，是據(jù)通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用的原理來工作的，但是該線圈在轉(zhuǎn)過平衡位置時，若不改變電流的反向，此時所受到的磁場力會阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，故為了使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動，將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，這樣在一個半周內(nèi)受到磁場的力的作用，另一個半周利用慣性轉(zhuǎn)動；而真正的直流電動機(jī)工作時，為了讓線圈持續(xù)的轉(zhuǎn)動下去，即是通過換向器在平衡位置及時的改變線圈中的電流的方向，即改變線圈所受力的反向，使線圈持續(xù)的轉(zhuǎn)動下去．
（2）通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到平衡位置的時候，線圈兩邊的受力剛好是一對平衡力．線圈就沒有了繼續(xù)轉(zhuǎn)動的動力．處于靜止?fàn)顟B(tài)．用手撥動線圈，使線圈偏離平衡位置，受力而轉(zhuǎn)動；
（3）線圈的轉(zhuǎn)動方向取決于受力的方向，故可根據(jù)導(dǎo)線在磁場中受力的方向的決定因素回答；
（4）要想控制轉(zhuǎn)速應(yīng)控制線圈受力，而磁場大小不易控制，故可控制電流

解答 解：（1）將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，這樣在一個半周內(nèi)受到磁場的力的作用，另一個半周沒有電流通過，不受磁場力的作用，利用慣性轉(zhuǎn)動；
（2）線圈平面與磁感線垂直，線圈兩邊的受力剛好是一對平衡力．線圈就沒有了繼續(xù)轉(zhuǎn)動的動力．處于靜止?fàn)顟B(tài)．用手撥動線圈，使線圈偏離平衡位置，受力而轉(zhuǎn)動，因此，出現(xiàn)題目中所述現(xiàn)象的原因是啟動時線圈平面剛好處于平衡位置；
（3）要想改變運(yùn)動方向，應(yīng)改變線圈在磁場中的受力方向，由左手定則可知應(yīng)改變電流方向和磁場方向；
（4）要想控制線圈的轉(zhuǎn)速，可以控制電流的大小，故可以接入滑動變阻器，將滑動變阻器與電機(jī)串聯(lián)即可起到控制電流的作用．
原理如下圖：

故答案為：（1）使線圈在轉(zhuǎn)動過程中半周沒有電流；（2）啟動時線圈平面剛好處于平衡位置；（3）改變電流方向；改變磁場方向；（4）實(shí)驗(yàn)電路圖如上圖所示．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生對電動機(jī)原理和構(gòu)造的了解和掌握，通過本題應(yīng)注意掌握用通電導(dǎo)線在磁場中受力來解釋電動機(jī)的原理．