【关键词】动手小制作 电磁小车 磁力炮 磁悬浮列车
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里发布彩色小珠能依附在从线圈上面,向前自动行驶的视频,如图1所示,引起大家的好奇和广泛关注。其实原理是很简单的,就是电磁小车原理。视频里实验材料有电池(1.7V )七号电池,两边都有磁铁,铜线圈及彩色珠子,如图2所示。彩色小珠在铜线圈上面不动是因为被里面的磁铁吸住,当这个磁铁又向前走时,小珠子自然而然的就会向前走行驶。
明白电磁小车能够在铜线圈里运行的原理,首先要明白以下几个;
1)是磁铁的性质,磁性分南极(S)和北极(N),同性相吸,异性相斥;
2)是电与磁之间的关系,就是“右手螺旋定则”,就是用右手握住直导线,让大拇指的方向指向电流的方向,那么四指弯曲的方向就是磁场方向。所以得到,一根导线中间有电流通过,那么它的周围就会有磁场。例如这根导线是直的。产生磁场就是环形的,如果电流是环形的,磁场就是直线方向,总之都符合“右手螺旋定则”,如图3-1和3-2所示。
这次所做的实验就是当小车放在铜线圈里,那么电池、磁铁和铜导线构成了电流回路,如图4所示,而这电流顺着铜线圈呈现环形,根据右手螺旋定则判断出产生磁场的方向。既然产生的磁场的方向是固定的,那么我们调解电池两端的强磁铁方向,能够使这个强磁场和外加电流磁场为前端异性吸引作用,后端是同性排斥作用,所以呢小车就会自动往前走,如图5所示。
明白了这些原理,就能够知晓这个动手小制作的要点:
1)电流 新出厂的电池的电量会大一些,当然就是电流大一些。最初电池将达到1.6~1.7V。由于导线就是金属电阻,所以电阻很小,电流很大,所以导线和电池都会很快发热,那么电池电压很快会下降,所以用了一会儿的电池,电压值也就很快会下降到1.2V左右,如图5所示,这时小车动力就不足了,从而无法再使用了。
2)运行阻力,初步包括自身重量和摩擦力。要求小车质量越小越好,用7号电池,而尽量不用5号电池。磁铁之间的摩擦要尽量小一些为好,那么就要求线圈尽量排的密些但不可互相接触,否则就变成一根拉直的铜线了,那么就是不会产生环形电流了。
3)最后一点就是磁铁的磁性要更大些,这样产生的磁场作用力也就更大,所以电池两端的磁铁一般是一种强磁铁。明白了这几个因素,再做这个实验就很容易成功了。只是我们用手工缠绕铜线圈,一般很难达到很好的缠绕效果,如图4所示,这时会感到小车运行会差些,但是也能能够感受到小车向前运行。
最后,还是让我们一起欣赏演示效果吧
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