磁动力小火车的驱动原理
发布时间：2021-06-11
简易磁悬浮列车制作,极其原理注：电池推荐：充电电池,能量足
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生活物理
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£二文章编号网络上有一
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江苏省镇江第
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中学
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2
中图分类号。
:
G6
3
2
.
0
文献标识码
:
B
个国外牛人制作的电池磁力小火验是假的,
“
”
“
车
”
的视频
。
视频中人把超强磁铁分别吸附在电池笔者对这个电磁驱动的小实验也产生了浓厚的“
的正负极两端制成小火车,
”,
并将其放人
自
制的铜质兴趣通过实际操作证明这个实验是可行的并对实,,一
定的理解希望下面的阐述能够为螺线管中电池与磁铁竞然沿着螺线管运动起来直验的原理有了正所示到从螺线管的另端穿出截图如图这个疑者解惑有不当之处望大家指,
。
一
(
1
)
。
,
。
小实验材料简单制作简易却充分展现了电磁驱动、,
一
、
磁铁与电池的组合方式一
现象引发了不少网友,
笔者利用1
节普通的南孚
7
号电池、
、
1
0
片直径的铜
的关注与讨论
。
许多人一
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酬片形钕铁硼超强磁铁直径约(
1
mm
对于实验很还存在的疑问,
定
,
一
-
线绕制的螺线管如图附有1
2
)
,
完成实验。
。
电池两端都吸,
甚至是怀疑认,,
5
片超强磁铁以增强磁性
经过反复实验发现。
为电池不可能运动由(
实图电池运动与否与电池正负极吸附的磁铁的极性有关所示度降低此实验是要说明温度降低时。,
演绎推理
)
,
如图
7
,
内
能减小
。
教
a r=^
i
学过程中有同学回答瓶中有”,
“
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白雾说明压缩气体产生 -
it
了热量。
这个回答暴露了学生两个错误的前概念9
,
是混淆
了图
中的两个实验二是热量,,
是不能凭空产“
生的 n rr任柯物休都物体内所有分子动能” c雾生具有内能部分学生做物体的内能
^a7
(
在烧开水的实验
中离壶,
口
较远处也会有,
白
成
. .
,
把白雾与加热联系了起来这种“,,
—,
错误观点应该及时指出,
。
至于热量的概念正好是这,,
(
2
)
节课要学习的内容在热量学习过程中教师要重点为什么说物体的内能与温度有关推理过程表述清楚?。
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所示
。
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盖的动能>
Mjti?吟处办 t妝昼水，散越陂? .
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压缩的气从哪里来的体有内能i I
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墨水妒散是丨
由于
墨水分子和水子的空隙中
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U入了
对方
气
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笨
物体内能的大.
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温度越高墨水扩= rt s<=越快说明分子无与溫度冇矢物体内能越大规则运动越激烈|
所有分子物体动能的总和越大c内I
1
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,
|
图图2.
9
8
在实验教学
中
要及时
纠正学生
错误的前概念
参考文献
本节学生所暴露的前概念错误发生在研究气体有内能的实验环节中如图,
w
周小奋基于原始物理问题的教学设计.
m物?
理教师
,
2。 1
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(
1
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)
.
在实验中瓶中谭庆仁周有白雾说明瓶内发生了液化现象而液化的条件是温物理通报9
所
,
[ 2]
,
小奋2
“.
光的折射教学设计思路及案例”) .
[J]
.
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简易磁悬浮列车制作,极其原理注：电池推荐：充电电池,能量足
生活物理.
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的矢量和为零所以对外不显磁性,,
。
磁铁中的分子
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果相互抵消pI
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磁矩的取向是趋于同,
一
致的各分子电流绕行方向相,,
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I
-
如图
4
甲,
所示
。
但相邻的分子电流方向相反效致使整个磁铁侧面就像通电螺线。
只有磁铁外侧面的各段分子电
流没有抵,
f乙
消)(
,
如图,
4
乙所示一
(
N
)
管样形成了层环形电流所以我们可以把条形磁铁吸附电池的方式共有四种正 N负 N正磁铁等效看做通电螺线管如图丙所示满足安培 S S N S正 S负负其中只有两定则正负? 2一
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(
)
、
,
4
,
(
)
、
(
)
(
)
、
(
)
(
)
。
。
种形式电池才会运动与磁铁;
。
如图(
2
甲S)
所示电池正负极都,
/
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\
S
极相连即正,
S)
负
(
型此时电池向左运,,
动如图正 N负( )
2
乙所示N),
,
电池正负极都与磁铁 n极相连。
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(
型这种情况下电池向右运动。
其余的
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连接方式电池都是静止不动的,
如果改变线圈的绕,
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行方式能运动的仍然是这两种方式只不过电池运義^二、
.
f
图
4
条形磁铁分
^
徒及等效模
/
向
会发生改变
。
这说明螺线管的绕向与电池 3、
条形磁铁受到磁力的方向3
_— _力 __
图中电池两端所吸附的磁铁都等效于通电螺雜在等效螺线管上分别取个环形电流电流方-
。
,
物体的运动状态发生改变用。,
#自为图从实验删浦材±看电池运动的动力应该是产生的-
,
定是受到
了力的
5
中的 U
2
,
这两个环形电流都处于螺线管。
辆强鶴巾一
在环形电流上取。
-
段电流元,
,
磁场力
。
那么磁场力是怎么产生的呢？表面上看只一
可以看做
段很短的直导线
根据左手定则知电池,
有磁铁产生了磁场相互作用的另,
个磁场是怎么产
正极的等效环形电流受力呈向左汇聚状如,
F1
;
电池。
1
.
负极的等效环形电流受力呈向左发散状如两通电螺线图产生磁场个环形电流受到的以左所力最终是向的电池能合都F2,
这些网友所关注与不解的地
方正是实验的关键够向左运动
。
同样的判断方法图,
2
乙模型中,
,
电池
所在
。
其实大家都忽略了电池运动的,
一
个关键条件
’
正极的等效环形电流受力呈向右发散状,
电池负极的,
即要想让电池运动
电池两端的磁铁必须要与铜线圈等效环形电流受力呈向右汇聚状合力最终向右所:
接触一
。
也就是说磁铁在这个实验中的作用有两个以电池向右运动,一
。
是产生磁场与另,,
磁场发生相互作用一
;
二是
连接。
线圈使电池和线圈形成以图B2
定的回路以便产生电流
\
甲,
模型为例、
。
电池两端的磁铁与线圈片,
、
4^X
-
>
两点接触电池磁铁与线圈形成回3
路产生的电流
方向如图
所示。
。
根据安培定则通电螺线圈内部磁,,
,5
j
B\模型受力
场的方向向右
两接触点为螺线圈的边缘产图,
电池两端磁缺等效
生如图所示的非匀强磁场而磁铁恰恰处于此非匀强巾。
根据以上的分析可知_ _ _
,
与磁铁产生的磁场相互,
作用的另v\
一
磁场是由电流产生的
电池运动的动力,
N rij1
一
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N
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是通电螺线管产生的磁场施加在磁铁上的磁力
所
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?3.
B…
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,
以
称之为磁动力小火车名副其实,
。
实际生活中电磁
驱动现象还有很多发现和探究此类制作简单而又
女
,
“
神秘
”、
的小装置能够丰富课堂教学用探究性的内,
,
处于如上所示的非匀强磁场中的条形磁铁受到
容可以激发学生学习物理的兴趣
,
达到事半功倍的
的磁场力的方向如何呢？根据分子电流的观点普通的铁中每个磁分子都相当于,一
[1
“
°
个环形电流其磁矩叫,
]
吕
长荣
,
刘晓军.
,
高红:
.
电磁学[ M]哈尔滨.
:
哈尔滨
工
业
做分子磁矩不过这些分子磁矩的取向是杂乱无章大学出
版社
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磁动力小火车的驱动原理.doc
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