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自制電動機的實驗結論
自制電動機的實驗結論
更新时间:2025-04-04 04:50:34

電在帶電的亞原子粒子中無處不在,你用肉眼看不到。雖然很難看到,但它不斷流過你周圍的電線。就像電一樣,磁場也無處不在。但是,隻有具有磁性的物品(如磁鐵)才會與磁場相互作用。通過使用簡單的電池和磁鐵,孩子們可以看到電和磁鐵如何相互作用以使螺旋槳旋轉。

創建電動機

這個簡單的實驗非常适合第一次接觸物理的中學生。一個簡單的電動機是教中學生如何用電和磁一起工作的好工具。通過将磁線連接到電池并将其置于磁場中,流經電路的電流會産生電磁場。然後,電磁場與磁鐵的磁場相互作用,允許連接到軸上的玩具螺旋槳旋轉。

自制電動機的實驗結論(科學實驗小課堂)1

材料
  • 安全銷
  • 電池
  • 橡皮筋
  • 電磁線
  • 塊狀磁鐵
  • 玩具螺旋槳
指示
  1. 在每個電池端子上放置一個安全引腳,引腳在端子上打開。注意:您也可以使用回形針。
  2. 将橡皮筋縱向放置在電池周圍,以将安全針固定到位。
  3. 檢查以确保安全引腳的圓端彼此對齊,以便導線可以均勻地穿過孔。
  4. 切一塊六英寸的磁線,将其模塑成一個直徑約半英寸的圓形(約六個環)。
  5. 切兩根兩英寸的鐵絲作為"尾巴"。
  6. 從"尾巴"的頂部刮下磁鐵線的搪瓷(塗層),露出裡面的銅線。将琺琅留在電線的底部。
  7. 将每根裸露的導線連接到磁線圓圈的任一側。
  8. 将磁鐵圓圈的尾部滑入連接到電池的安全銷末端的小圓圈中。
  9. 将一個小玩具螺旋槳連接到線端的一端。
  10. 在電池旁邊放置一塊磁鐵。将電池定位,使磁線位于條形磁鐵上方。螺旋槳應旋轉一圈。
實驗說明

如果設置不正确,此實驗可能會出現兩個問題:

  1. 如果孩子們不報廢每根磁鐵線"尾巴"的大約50%,那麼電力就不會流過電線,螺旋槳也不會旋轉。
  2. 在另一個極端,如果孩子們刮掉了太多的磁鐵線搪瓷,電線線圈隻會轉動一半并試圖向後旋轉,最終卡住。
電磁學基礎知識

電磁學描述了電和磁之間的關系。當電流流過導線時,它會在導線周圍産生電磁場。隻有當電流流過導線時,電磁場才會圍繞導線。如果某物停止了電流,電磁場就會停止。

發生了什麼事情

當您将磁線環路的"尾部"穿過安全引腳的兩端時,您正在創建一個電路。由于電流現在流經"電路",因此在導線周圍會産生電磁場。電磁場通過使線圈旋轉來對塊狀磁鐵的磁場做出反應。線圈轉動半圈,因為這兩個磁場作用于它。當電線完成180度轉彎時,它會停止,因為當它撞到仍然覆蓋着搪瓷的電線時,電流已經停止流動。線圈仍将完成匝轉,因為導線存儲的動能将允許電流再次繼續流動。該模式将不斷重複。

變化

如果孩子們覺得這個實驗很吸引人,你可以給他們兩個額外的選擇來嘗試:

  1. 讓孩子在線圈上方添加第二塊磁鐵,看看線圈會發生什麼。它變得更快還是更慢?
  2. 您還可以取出電池并将磁線的兩端連接到LED燈泡上。将螺旋槳放在風中,看看LED燈泡會發生什麼。
讓力量存在

電磁學是一個需要理解的重要科學概念。它在許多電器中用于産生所需的磁場。例如,您可以在磁共振成像(MRI)機器和粒子加速器等科學和醫療設備中找到電磁鐵。這個簡單的實驗隻是人們如何利用電和磁的力量的一個例子。

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自制電動機的實驗結論(科學實驗小課堂)2

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