胡永順+莊霞

摘 要：初中物理蘇科版教材演示電動(dòng)機(jī)原理時(shí)，用兩個(gè)自制線框電動(dòng)機(jī)模型分別演示上下擺動(dòng)和連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，本文講述了用一個(gè)自制線框電動(dòng)機(jī)模型演示以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的制作與使用.

關(guān)鍵詞：兩用；簡(jiǎn)易；線框電動(dòng)機(jī)

初中物理蘇科版九下第十六章第三節(jié)講述直流電動(dòng)機(jī)的原理時(shí)，運(yùn)用了最簡(jiǎn)易的線框電動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，教材用兩個(gè)不同線框分別演示了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)演示線框在平衡位置附近擺動(dòng)，另一個(gè)實(shí)驗(yàn)演示線框連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩個(gè)線框的唯一區(qū)別是一個(gè)線框的一端轉(zhuǎn)軸上的漆全部刮除干凈，而另一線框的一端轉(zhuǎn)軸上的漆只把上半部分的的漆刮除干凈.該器材實(shí)驗(yàn)室沒有現(xiàn)成的儀器，需要老師用直徑約0.7mm-1.0mm的漆包線自制.本文作者對(duì)該實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了用一個(gè)最簡(jiǎn)易的線框電動(dòng)機(jī)模型演示以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的功能.

1 在平衡位置附近擺動(dòng)簡(jiǎn)易線框電動(dòng)機(jī)模型的制作（教材呈現(xiàn)1）

蘇科版九下物理活動(dòng)16.8觀察磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用這樣描述：用漆包線繞成線圈，將線圈兩端的漆全部刮去放入磁場(chǎng)，如圖16—27（本文如圖1）所示.閉合開關(guān)，線圈將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？你觀察到什么現(xiàn)象？想一想：磁場(chǎng)中的通電線圈為什么會(huì)這樣運(yùn)動(dòng)？本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是以通電線圈的平面與磁感線垂直位置為平衡位置上下擺動(dòng).我校實(shí)驗(yàn)室用的實(shí)驗(yàn)器材與教材器材類似，

如圖2所示，實(shí)驗(yàn)效果良好.制作過(guò)程為：取直徑為0.7mm-1.0mm的漆包線，以實(shí)驗(yàn)室用小燈座為模具，將漆包線沿小燈座外沿繞制成矩形線圈，繞制的匝數(shù)為3匝左右，為使線圈的上下線框的匝數(shù)相同，使線圈的重心能落在中心轉(zhuǎn)軸上，繞制線圈時(shí)最后回收段從線框的中心穿過(guò)，這段漆包線正好當(dāng)線框的轉(zhuǎn)軸使用，這樣即解決了線框重心調(diào)節(jié)問(wèn)題，又提高了線框的穩(wěn)定度和牢固度，可謂一舉兩得.線圈繞制完畢后，再把四條邊捋直，對(duì)轉(zhuǎn)軸的位置微調(diào)，使線框的重心盡可能地落在轉(zhuǎn)軸上.檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)是把線框放在支架上，轉(zhuǎn)動(dòng)線框，若線框能在任意位置停留，證明線框的重心在轉(zhuǎn)軸上.最后把轉(zhuǎn)軸兩端漆包線上的絕緣漆刮除干凈，如圖2所示，這樣能夠演示晃動(dòng)的線圈就制作完成.

2 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)簡(jiǎn)易線框電動(dòng)機(jī)模型的制作（教材呈現(xiàn)2）

在蘇科版九下物理48頁(yè)習(xí)題第4題這樣描述：如圖16—33（本文如圖3所示）所示是簡(jiǎn)易的直流電動(dòng)機(jī)模型，怎樣才能使它連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？試一試，按圖示的方法把線圈兩端導(dǎo)線上的漆刮去，通電后，線圈將怎樣運(yùn)動(dòng)？該線圈的制作方法與本文晃動(dòng)的線圈制作方法大致相同，唯一不同之處就是晃動(dòng)線圈是把轉(zhuǎn)軸兩端漆包線上的絕緣漆刮除干凈，而要連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈是把其中一端漆包線上的絕緣漆刮除干凈，而另一端是把轉(zhuǎn)軸的下表面的絕緣漆刮除干凈或者是把線圈轉(zhuǎn)軸兩端同一側(cè)下表面的漆刮除干凈.

3 最簡(jiǎn)易兩用線框電動(dòng)機(jī)模型的制作與使用

在實(shí)際的課堂教學(xué)時(shí)，教師講述直流電動(dòng)機(jī)的原理，用圖1的器材演示線圈晃動(dòng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生分析線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理，最后引入換向器這一靈巧結(jié)構(gòu)的工作原理，實(shí)現(xiàn)了線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng).為了演示線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳統(tǒng)的做法是用圖3所示的器材進(jìn)行演示，這樣不僅是從形式上對(duì)圖1實(shí)驗(yàn)的呼應(yīng)，更是從原理上驗(yàn)證了電動(dòng)機(jī)的基本原理.這樣做的缺陷是在操作演示時(shí)，要制作兩個(gè)線框，一個(gè)用于演示晃動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，另一個(gè)用于演示持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)時(shí)略顯繁瑣.為此筆者對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，用一個(gè)線圈既能演示晃動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又能演示持現(xiàn)象續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn).如圖4所示，線圈的繞制方法與本文晃動(dòng)的線圈制作方法相同，所不同的是其中一端的轉(zhuǎn)軸要稍微加長(zhǎng)，加長(zhǎng)端的轉(zhuǎn)軸分兩段使用（用絕緣皮隔開），其中一段把漆包線上絕緣漆全部刮除，另一段只刮除下表面的絕緣漆，轉(zhuǎn)軸的另一端則把漆包線上絕緣漆全部刮除.如圖5所示，由于靠近線框的一段漆包線上絕緣漆全部刮除，所以此時(shí)該段與另一端軸放在支架上，就能演示上下晃動(dòng)現(xiàn)象；如圖6所示，由于稍遠(yuǎn)離線框的一段漆包線上只刮除下表面的絕緣漆，所以此時(shí)該段與另一端軸放在支架上， 就能演示持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象.這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)線框只要放置于不同寬度的支架上就可以演示兩個(gè)不同的物理現(xiàn)象，不僅簡(jiǎn)化了操作，更是鮮活地向?qū)W生展示了“控制變量法”這一科學(xué)研究方法.

制作簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)兩點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）要使線框能夠成功演示晃動(dòng)或是持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，關(guān)鍵就是要調(diào)節(jié)線框的重心，使線框的重心落在轉(zhuǎn)軸上，這就要求在制作線框時(shí)邊框必須平直，矩形角度保證四角都為90度，軸線位置處于線框中間位置；（2）轉(zhuǎn)軸兩端漆包線上的需要刮除的絕緣漆必須刮除干凈，以避免演示時(shí)出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象.

參考文獻(xiàn)：

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