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让“磁悬浮”在家里飞奔

让“磁悬浮”在家里飞奔

段玉佩

实验材料

7号电池一节,裸露的铜线,多个强力纽扣磁铁

实验步骤

1、找一根扫把将裸露的铜线缠绕在扫把棍上面,一匝挨一匝,匝数缠得越多,轨道就越长。觉得轨道的长度已经足够时,就把缠好的铜线保持圆弧的形状轻轻取下来,家庭版磁悬浮轨道就做好了。

2、首先,确定电池的电量充足,然后将2枚强力纽扣磁铁S级对N级组合成一对,一共准备两对。这个环节要注意安全,因为强力磁铁的磁力非常强,在两个磁铁相吸的过程中,千万不要夹到手。

3、将组合好的两对强力纽扣磁铁,一对的S级朝向电池的正极,也就是电池有凸起的一端,另外一对的S级朝向电池的负极,也就是电池平面的那一端。这样两对磁铁的N级,就都朝向电池的外侧。现在,你的家庭版磁悬浮车厢就做好了。

4、试运行。将车厢小心地放入铜线缠绕好的轨道入口处,轻轻将它推入轨道,好了,你的家庭版磁悬浮就可以一路快速向前奔驰了。

实验原理

作为轨道的銅线圈在这里起了非常重要的作用。同学们在中学物理课上会学到的“磁可生电。电可生磁”说明了电和磁之间有非常紧密的联系。电池的正负极接触到铜圈时,会在铜线中产生电流,继而铜线圈会感应产生磁场,而磁场会与“电磁列车”的首尾——也就是电池两端的磁铁作用产生相互作用力。我们特意将电池两端磁铁的N级朝外,所以会在电池的头尾同时产生拉力和斥力,就这样一边推,一边拉,家庭版磁悬浮就奔跑起来了。与此同时,因为“车厢”带着电流在磁场中运动,铜线内部会形成更强烈的电流,对家庭版磁悬浮形成更强大的推动力。所以,我们的自制家庭版磁悬浮就一路飞奔起来。

实验升级

试试看:将电池两端的磁铁N极与S极的方向进行调整,列车的“行驶”有怎样的变化?将7号电池换成功率更大的电池,磁铁也换成磁性更强的磁铁,又会有什么区别呢?

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