自制簡易電動機

吳金香

（慶陽市第六中學，甘肅 慶陽）

電動機在我們生活中的應用非常廣泛，如洗衣機、吸油煙機、榨汁機刀片的旋轉、吹風機的風扇、電動牙刷、手機震動等都是利用電動機工作的，隨著技術的進步，電動機產品還會在很多方面給我們的生活帶來方便與樂趣。

電動機原理：當線圈通電后，根據安培定則，線圈兩邊分別受到大小相等、方向相反的安培力作用，于是線圈就會繞轉軸轉動。當線圈轉過中性面后，通過換向器，線圈中的電流會反過來，這樣就可以確保線圈繼續沿同方向轉動了（參看人教版高二物理選修2-1圖4.1-1）。我們生活用具上所使用的電動機，結構看上去比較復雜，其實我們也可以把電動機做得很簡單，下面是筆者利用日常用品自制的幾種簡易電動機，來幫助學生認識和理解電動機的工作原理，該儀器具有取材容易、制作簡單、效果明顯的優點。

一、鐵釘旋轉的電動機

實驗器材：一節5號高能電池、一個鐵釘、一塊圓形磁鐵、一根軟導線、一個曲別針。

裝置制作：磁鐵吸在鐵釘的尾端，然后把鐵釘的尖端吸在電池上，再把軟導線的一端接到電池的另一極，另一端輕輕與磁鐵觸碰，則由鐵釘與磁鐵組成的轉子就旋轉起來（圖一），磁鐵下端吸的曲別針，是為了方便觀察磁鐵轉動。

二、銅絲線圈旋轉的電動機

實驗器材：一節5號高能電池、兩塊圓形磁鐵、一個螺母、一根銅絲。

裝置制作：將磁鐵放在最下面，上面放一節5號高能電池，正極向下，電池負極上放一個螺母，將細銅絲完成圓圈，調整銅絲線圈的形狀，讓它的上端向內的“尖”限制在螺母內，則線圈旋轉起來，改變磁鐵和電池的方向，線圈的旋轉方向發生改變。

圖一

圖二

圖三

原理解釋：這兩種形式的電機原理是一樣的，以第二種為例進行解釋，圖四中磁鐵的磁場如圖實線所示，線圈中電流方向如虛線箭頭所示，線圈受到安培力，由左手定則可以判斷，左側受到安培力垂直紙面向外，右側受到安培力垂直紙面向里，因此線圈旋轉起來。

改變磁場方向或電流方向，線圈旋轉方向也會改變。

三、帶有轉軸的多匝線圈旋轉的電動機

實驗器材：一節電池、一個圓形磁鐵、漆包線、兩個別針扣。

裝置制作：將兩個別針扣當作支架，線圈由一根將漆包線繞制而成，漆包線的兩端從線圈一組對邊的中間位置引出，作為線圈的轉軸，將線圈架在兩個支架上，把線圈左軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右軸下側的絕緣漆刮掉，然后把兩個支架分別接在電池的正負極，可看到線圈轉動起來（圖三）。

思考：為了使線圈連續轉動，還可以怎樣刮掉左右轉軸的漆包線？能不能將左右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉呢？

原理解釋：當左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉，通電后根據左手定則可知，如（圖五）下邊受到安培力方向垂直紙面向外，線圈開始轉動，在前半個周期轉動過程中，線圈中有電流，安培力做正功，后半個周期電路中沒有電流，安培力不做功，由于慣性線圈能夠連續。

圖四

圖五

注意事項：

如果電動機不工作：

1.使用新的高能電池。

2.用干凈軟布擦拭鐵釘和磁鐵，保證電路接通。

警告：嚴謹使用充電電池或其他電源；原理磁卡等電子設備。