Question

4．研究电动机的工作过程．

（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用．图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是电流方向不同．线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置．
（2）图乙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈刚转过（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向．
（3）图丙所示的电动机模型中，调换模型中器件①（填图中的序号）的放置可以方便改变电动机的转动方向．通电后电动机模型的线圈不转动，用手拔一下，线圈就连续转动起来，则刚才线圈不转动的原因是摩擦力较大．

Answer 1

分析 （1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用；线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；当线圈转到平衡位置时，其受力平衡，无法继续转动．
（2）换向器可以改变线圈中电流的方向，使得线圈连续转动下去．
（3）线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，据此判断．通电线圈在磁场中受力转动，转到平衡位置的时候，线圈两边的受力刚好是一对平衡力．线圈就没有了继续转动的动力．处于静止状态．用手拨动线圈，使线圈偏离平衡位置，受力而转动．

解答 解：（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用．
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同．
当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置．
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向．
（3）①因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，调换器件①的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向．
②卡住和转动后摩擦力是不同的，卡住是静摩擦力，转动后是滑动摩擦力，静摩擦力力可以比滑动摩擦力大；故若线圈的轴与轴架间的摩擦力太大，电动机可能被卡住，即使拨动，由于动摩擦力小于静摩擦力的缘故，也会转动．
故答案为：（1）电流（或通电线圈）； 电流方向不同； 90； （2）换向器； 刚转过；（3）①；摩擦力较大．

点评 此题属于电磁学中比较复杂的题目，考查内容较多，主要考查了电动机的结构特点和工作原理，应仔细观察图示，明确其工作的过程．