【物理实验】中学物理经典实验:自制一个小马达/电动机

马达(motor),即电动机,工作原理为:通电线圈在磁场中受力转动,从而带动起动机转子旋转。电动机广泛应用于家用电器、交通、航空航天、机械制造、化工、纺织等众多行业。

今天的实验很酷——教你自己做一台马达

实验 视频

核心 器材

漆包线(铜线)圈、磁铁、电池。

实验 原理

本实验中铜线圈中的有电流通过,底部有一块磁铁。通电导体在磁场中会受到力的作用,即安培力。由于上下两部分的线圈内电流方向相反,所以在磁场中受到的力的防线正好相反。

如图所示,假如地铁N极在正面,线圈所处的磁场方向向上,内部电流向右,根据左手定则,底部线圈受到的力向前,顶部线圈受到的力就是向后的。在不均匀的磁场作用下,线圈就可以旋转起来。

拓展 知识

1820年4月,丹麦物理学家奥斯特无意中发现一个现象,让通电的导线靠近指南针,他突然发现指南针发生了偏转。经过不断地研究,奥斯特发现:通电导体周围存在磁场,它可以使导线附近的磁针发生偏转。

英国物理学家法拉第从中奥斯特电流得到启发,认为假如磁铁固定,线圈就可能会运动。根据这种设想,他在1821年成功地发明了一种简单的装置。在装置内,只要有电流通过线路,线路就会绕着一块磁铁不停地转动。法拉第发明了一台使用电流将物体运动的装置,这就是电动机的祖先。

今天所介绍的自制小电动机实验,是初中的物理教科书上的常客。在人教版、北师大版、苏科版九年级物理教材上都曾出现过,可见其受欢迎程度。

神奇的是,在2017年全高考物理卷II 上,还曾考到过这个模型,一起来看看吧。

PS:教科书上,所有的“自制小电机”版本都提到:线圈两端其中一侧只能刮掉半圈的漆,如此起到“换向器”的作用,使得线圈来到底部后的受力方向永远与到达顶部线圈方向相反,保持铜圈的转动。但是·······物理王大师做实验时,明明是刮掉了全部的漆,并且仍然成功了······所以这是为什么呢?

● 文章来源于学而思物理老师王淇磊的个人公众号

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