VCE物理高考必考知识点DC motor干货全解析

DC motor作为VCE物理高考中的经典题型，每年必考~很多同学表示VCE物理中的DC motor很难，做题做不对，考试拿不到分或者拿不全分数~其实VCE物理中的DC motor的原理真的很简单，每年考察的知识点都很固定，只要同学们认真掌握了这些固定的知识点，把VCE物理中的DC motor这道大题，拿满分就不在话下啦~

接下来就来带大家一起梳理一下VCE物理中的DC motor都有哪些内容吧！

其实VCE物理的DC motor的原理真的很简单，小时候大家都玩过四驱赛车吗？有没有把里面的马达拆下来过呢？其实赛车里面的马达就是我们今天的主角——DC motor。

01、VCE物理中DC motor的机构和组成

首先我们来看DC motor的示例图，图片来自我们physics34 的 Chapter3.2

DC motor分别由图中的armature（绕组线圈；电枢），brushes（电刷），磁级，commutator（换向器），电源组成。

这里需要注意的是，电刷是固定不动的，而且其和电源相连。而换向器是一个金属圆环状，但是两边有空隙，换向器和线圈一起旋转。

02、VCE物理中DC motor的原理

DC motor工作原理是当载流导体置于磁场中时，导体会受到机械力的作用。

1、通电线圈在磁场中受力然后引起旋转对不对？

我们再次看上方的图例，当电源接通，电流会经过右边的电刷端，右边的电刷与右边换向器端导通，然后电流流过线圈，再流回左边的换向器，同时与左边的电刷端导通，然后流回电源负极。这就是电流的路径。

2、那么我们再来看看线圈是如何受力并开始旋转呢？

看图示中靠近S级的线圈金属边，我们利用右手定则

（1）四指是磁感线方向

（2）拇指是电流方向

（3）掌心朝外就是力的方向

大家一起伸出右手，来验证一下，是不是图示中靠近S级的线圈金属边会受到一个向下的力呢？

在考试中，会有题目让你判断题目所给图示中的通电线圈旋转方向，这样看的话，是不是很简单呢？还有一些题会反过来，需要用逆向思维来解决问题，比如已知线圈旋转方向，让你判断电流方向，或者电源电极哪边是正极哪边是负极，但其实考察的知识点都是一致的。

下面我们就来看看一些高考的真题，一起来看看考察的知识点有哪些，掌握并熟悉一下考试“套路”吧！

03、VCE物理中DC motor真题

这是来自2023年的高考真题，我们会发现一般VCE物理中DC motor真题都是带图的。

我们一起来分析一下这道题吧！

首先a问需要我们确认JK金属边上受到的力的大小与方向。

首先我们先看磁极，左边是N级，右边是S级，然后再看电源电极来判断电流方向。我们知道电流从电源正级出来经过线圈（J到K到L到M）然后返回电源负极（分析电流方向这里为了更简单理解，略过了电刷与换向器，但实际上电流还是要经过的，这里大家注意一下）。所以JK边，我们用右手定则，四指是磁感线方向，拇指是电流方向，掌心朝外就是力的方向，所以就知道JK会受到一个向下的力，所以方向就是down也就是图示中的D direction。

判断好了方向，我们现在来判断一下大小吧，我们利用以下公式：F=nIlB

这里要注意仔细读题，题目中说“10 loopcoilofwire”, 也就是n我们要代入10.其他都是已知量对不对，电流I的话可以用电源除以电阻获得，所以力的大小是0.9N。

再来看看b问，问图中所示的KL边的力的大小，应该是0N，因为当电流与磁场平行的时候，是没有力的。

所以回过头来看这道题，VCE物理中的DC motor的题目是不是很简单呢？