自制简易电动机

吴金香

（庆阳市第六中学，甘肃 庆阳）

电动机在我们生活中的应用非常广泛，如洗衣机、吸油烟机、榨汁机刀片的旋转、吹风机的风扇、电动牙刷、手机震动等都是利用电动机工作的，随着技术的进步，电动机产品还会在很多方面给我们的生活带来方便与乐趣。

电动机原理：当线圈通电后，根据安培定则，线圈两边分别受到大小相等、方向相反的安培力作用，于是线圈就会绕转轴转动。当线圈转过中性面后，通过换向器，线圈中的电流会反过来，这样就可以确保线圈继续沿同方向转动了（参看人教版高二物理选修2-1图4.1-1）。我们生活用具上所使用的电动机，结构看上去比较复杂，其实我们也可以把电动机做得很简单，下面是笔者利用日常用品自制的几种简易电动机，来帮助学生认识和理解电动机的工作原理，该仪器具有取材容易、制作简单、效果明显的优点。

一、铁钉旋转的电动机

实验器材：一节5号高能电池、一个铁钉、一块圆形磁铁、一根软导线、一个曲别针。

装置制作：磁铁吸在铁钉的尾端，然后把铁钉的尖端吸在电池上，再把软导线的一端接到电池的另一极，另一端轻轻与磁铁触碰，则由铁钉与磁铁组成的转子就旋转起来（图一），磁铁下端吸的曲别针，是为了方便观察磁铁转动。

二、铜丝线圈旋转的电动机

实验器材：一节5号高能电池、两块圆形磁铁、一个螺母、一根铜丝。

装置制作：将磁铁放在最下面，上面放一节5号高能电池，正极向下，电池负极上放一个螺母，将细铜丝完成圆圈，调整铜丝线圈的形状，让它的上端向内的“尖”限制在螺母内，则线圈旋转起来，改变磁铁和电池的方向，线圈的旋转方向发生改变。

图一

图二

图三

原理解释：这两种形式的电机原理是一样的，以第二种为例进行解释，图四中磁铁的磁场如图实线所示，线圈中电流方向如虚线箭头所示，线圈受到安培力，由左手定则可以判断，左侧受到安培力垂直纸面向外，右侧受到安培力垂直纸面向里，因此线圈旋转起来。

改变磁场方向或电流方向，线圈旋转方向也会改变。

三、带有转轴的多匝线圈旋转的电动机

实验器材：一节电池、一个圆形磁铁、漆包线、两个别针扣。

装置制作：将两个别针扣当作支架，线圈由一根将漆包线绕制而成，漆包线的两端从线圈一组对边的中间位置引出，作为线圈的转轴，将线圈架在两个支架上，把线圈左轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右轴下侧的绝缘漆刮掉，然后把两个支架分别接在电池的正负极，可看到线圈转动起来（图三）。

思考：为了使线圈连续转动，还可以怎样刮掉左右转轴的漆包线？能不能将左右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉呢？

原理解释：当左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，通电后根据左手定则可知，如（图五）下边受到安培力方向垂直纸面向外，线圈开始转动，在前半个周期转动过程中，线圈中有电流，安培力做正功，后半个周期电路中没有电流，安培力不做功，由于惯性线圈能够连续。

图四

图五

注意事项：

如果电动机不工作：

1.使用新的高能电池。

2.用干净软布擦拭铁钉和磁铁，保证电路接通。

警告：严谨使用充电电池或其他电源；原理磁卡等电子设备。