黄元浦

【摘 要】物理知识来源于生活，应用于生活，因此物理学习时应从生活实际出发。电是生活中最常见的现象，电能是如何产生的、电能和动能之间有何关系等，这些都是学习物理时产生的重要疑问。带着这些疑问，本文从实际生活出发，对发动机、电动机演示实验进行了改进，以通过生活中常见的物品进行实验，加强发电机、电动机的认识。

【关键词】高中物理；演示实验；改进

“发电机、电动机”的学习，有助于我们了解发电机、电动机的工作原理，加强电能和动能转换的认识。笔者在学习发电机、电动机相关内容时，教师是通过教材中的演示实验讲解的。在教材中，发电机、电動机演示实验中的器材及实验流程主要为：将漆包线缠绕成的矩形线圈，总线圈为10多圈；并将线圈两段各露出一节约的漆包线当做转动轴。将一端漆包线上的漆皮去掉，另一端只去掉一半；利用曲别针制作两个状支架，将之固定到薄木板上；将曲别针状支架分别和电池上的正负两级连接一起，并将线圈转动轴放置到支架中，磁体放置于线圈下处，其中一个磁极朝上，转动线圈。当松手后，权限会持续进行转动。通过教材中的演示实验，笔者了解了发电机、电动机的工作原理，也对电能和动能之前的转换有着新的认识。但学完这一内容后，出于对物理的兴趣，一直在思考一个问题，即生活中常见的一些物品能用到实验中，演示出发电机、电动机的工作原理吗？经过长时间的思考，笔者对发电机、电动机演示实验进行了改进，利用生活中常见的物品取代了教材中的器材，简化了演示过程和步骤，还原出发动机、电动机的工作原理实验演示。

一、改进实验装置

如图1所示为改进实验装置图。

二、改进器材

如表1所示为改进实验中所需要的各项器材，很多器材都是生活中常见的或废弃的。

三、改进实验的制作

1.底板制作

将木板制作成尺寸的底板，然后将自动车辐条竖直插入底板上，露出尺寸为，保持辐条上端的锉尖。

2.线圈制作

在大木板上画出一个矩形，尺寸为，并在每个角上钉上长钉当做线模。将漆包线在线模上进行缠绕，60圈时停下。将长度为、外径的笔管将矩形中短边漆包线分开，笔管插入漆包线之中，并用棉线将两短边扎紧，固定笔管，其中一段露在外面，口也朝外。如此制作另外一个线圈。

3.磁铁制作

对电学线路板进行裁截成两块尺寸都为的，将环状磁铁放置盒中，其中一个盒子中的磁铁，其N极在上，另一个N极在下。三合板也进行裁截，尺寸为，将之扣在盒子上，并将角铁固定在一边。

4.制作出换向器、集流环

利用磷铜片制作出换向器集流环，并用502胶水将二者和笔管粘在一起。

5.制作出电刷

利用磷铜片制出电刷，并将之和长螺钉固定一起，并安装上接线柱。

做出以上器材后，将各项器材组装在一起。首先将长方体磁铁和底板固定在一起，注意磁极相对的摆放；将和笔管粘在一起的转向器连接到自行车辐条上，做当转轴；保证电刷和铜半环相连。

四、改进实验过程

1.通电线圈在磁场中的转动演示

转向器和自行车辐条相连后，转换器中的半环接通电源，闭合开关后，线圈将转动。在演示时，若对磁场方向进行转动，则线圈方向也将随之变化。通过该演示实验可知，通电线圈会受到磁场影响和作用。

2.直流电动机工作机理的演示

将电刷和转换器中的半铜环详解，并通过导线实现电源连接，线圈会进行转动。如果在电路中加入变阻器进行串联，并改变电流代销，则线圈转动速度也会随之变化；增大或减少磁铁距离，则强度也会随距离改变而变化，线圈转动速度也随之而变。因此可知直流电动机工作时，通电线圈会受到磁场的作用。

3.直流发电机工作机理的演示

将笔管固定到自动车辐条中，直流电动机、电流计串联一起，转动线圈，则电流计指针会朝着同一个方向进行偏转。通过这一演示可知直流电的电流，不管是方向，还是大小，都不会发生改变。

4.交流发电机工作机理的演示

将集流环和电刷连在一起，转动线圈，则能看到电流计指针呈现出摆动状态；加快或减缓线圈转动速度，则能看到电流计摆动会随之改变，由此可知交流电中的电流，其方向和大小都会发生改变。

五、结论

通过以上改进过的实验，经过多次实验证明，上述演示实验能反映出发动机、电动机的工作原理及规律。而通过上述改进实验，也激发出笔者学习物理的极大兴趣和信心。笔者认为，物理学习是一个有趣的过程，而在这有趣的学习过程中，需要对物理抱有浓厚兴趣，并将物理知识和实际生活联系起来，学会将物理知识应用到实际中解决实际问题。当做到这些，物理学习也将变得有趣。

参考文献：

[1]李树新，王亚兰.“发电机、电动机”一节演示实验的改进[J].物理教师，2016，37（2）：48-50.

[2]梅邦才，郑建文.几个演示实验的改进与创新[J].中学物理教学参考，2012（5）：43-45.endprint