自制电动小马达，深度探究马达工作的秘密

周轩慧

一、研究背景

爸爸的电动剃须刀、妈妈的电动榨汁机、我的电动遥控汽车、客厅的电风扇，它们之所以能正常工作，都是因为其中的电动小马达在起作用。生活中的电动马达随处可见，我们早已习惯了享受它带来的便利，却极少去想它是如何工作的。

有一天，爸爸的电动剃须刀不能用了。拆开后，爸爸发现是剃须刀的电动小马达坏了，一时无法修好。我在一旁看得有趣，忙把剃须刀也拿过来仔细观察。看到我这么有兴趣，爸爸决定带着我一起自制简易电动马达，从中探究马达工作的秘密。

二、研究步骤

（一）实验准备

使用器材：漆包线100厘米、大回形针2个、圆盘形磁铁2个、塑料环2小段（长约0.5厘米）、免洗纸杯1个、胶带1段、5号电池2个、电池组1个（3伏，附鳄鱼夹）、圆柱形物体1个（直径2～3厘米）、尖嘴钳1把、美工刀1把（或细砂纸）。

（二）实验过程

1.将漆包线紧密绕圆柱形物体1 0圈左右，成一线圈。线圈两端留下4～5厘米的引线，然后用两条引线分别在线圈圆周的相对位置缠绕线圈数次，如此可将线圈固定而不散开，如图1所示，但两条引线留下的长度至少要有2厘米。

2.用美工刀（或细砂纸）刮除线圈两条引线外部的绝缘漆：其中一条引线外部的绝缘漆必须全部刮除，另一条引线只刮除与线圈面垂直方向上的半圈绝缘漆，如图2所示。

3.取1个免洗纸杯，杯底朝上放置，在杯底上端（外部）与下端（内部）各放置一个圆盘形磁铁，如图3所示。

4.用尖嘴钳将两个大回形针分别弯成如图4所示的形状，以便作为线圈支架及导线用。

5.将弯好的两个回形针分别放置在杯底杯缘两侧的相对位置，调整两个回形针的高度，使放置线圈时，线圈能自由转动并且尽量靠近磁铁，然后用胶带将回形针固定在纸杯上，如图5所示。

6.线圈的两条引线上各套上一个塑料环，然后将线圈架在回形针上，调整引线，并使两条引线呈一直线且保持水平，如此，马达就完成了，如图6所示。

7.最后将电池组正、负极分别用导线连接在两个回形针上，接通电源。呀！我惊奇地发现小马达开始转动了，如图7所示。

三、深度探究

成功自制小马达后，我还有一些疑问。于是，我和爸爸一起又查阅了相关资料，并结合实验过程进行了重点问题的深度探究。

（一）小马达为何要用线圈？

一圈一圈的线圈通上电以后，可以产生磁性。电能转换为磁能，和放在倒置纸杯底部的磁铁相互作用，使得线圈转动起来。

（二）线圈的材质和形状是否会对小马达的工作产生影响？

1.材质问题：线圈，我们在这里用的是常见的铜质漆包线。但在制作过程中，我和爸爸也上网查阅了相关资料，知道现在很多高速的马达用的是含银和含金的电线。如若用那样的电线，实验效果会更好。希望下次我们能找到含银或含金的电线，再试一试效果。

2.形状问题：在实验中，我发现线圈绕得圈数越多，推力越大，但线圈自身重量也越大，不容易启动，需要手去推一下。而线圈的尺寸会影响到两侧支架的放置，需要调节支架的高度，使得底部的磁铁既能作用到小马达上，又不能被小马达刮到而影响小马达的转动。这个高度需要反复调试，找到一个最佳值。

（三）小马达的线圈为什么要刮漆？

原材料是漆包线，绕线圈时，为了产生足够的磁性，不能把漆碰掉，必须特别小心。而在绕制好了以后，小马达两段的漆要刮掉，是为了给它通电。即使在转动的同时，也可以很好地导电。

（四）磁铁的尺寸和形状是否很对小马达的工作产生影响？

1.尺寸问题：我们换了小尺寸的磁铁进行实验，明显发现推力不足。所以，磁铁的尺寸必须要足够大，不能太小。太小了，推力不够，小马达无法转动。

2.形状问题：我们先后换了1块长方体形状和1块非规则形状的磁铁进行实验，发现磁铁的形状不同，小马达的转动情况不一样。通过进一步上网查阅资料，我们知道了磁铁的具体形状会影响到它周围磁场的形状，进而影响到对小马达转动的推力的分布，对小马达的工作也会有影响。

四、探究心得

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”在做这个实验之前，我以为自己只要做好爸爸的帮手就可以，但在实际操作时，无时无刻不在考验我的耐心和细心。通过和爸爸一起自制小马达，我仔细观察了小马达的工作情况，了解了小马达工作的原理。在自制小马达的过程中，我的观察能力、思维能力、动手实践能力、表达能力等都有了提升。

科學真奇妙，要想获得其中的奥秘，我们不仅要留心观察生活，还要善于抓住生活中的科学元素;不仅要有亲自做实验的动手能力，更少不了开动脑筋的深度思考。只有这样，我们才能探究到无穷无尽的科学知识。

责任编辑：夏越 责任校对：陆艳