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电与磁之舞,教你做一个纸牌电风扇

2023-09-18 中科院物理所 阅读:
电生磁,磁生电,有电有磁则生力,虽秋意渐浓,但这款纸牌电风扇,依旧入股不亏···

电生磁2wfednc

磁生电2wfednc

有电有磁则生力2wfednc

虽秋意渐浓2wfednc

但这款纸牌电风扇2wfednc

依旧入股不亏2wfednc

实验器材2wfednc

纸牌、螺丝钉、干电池、导线(两头剥好露出铜丝)、圆柱形磁铁、所标杯2wfednc

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实验步骤2wfednc

第一步:2wfednc

在纸牌两面各放一个磁铁将纸牌固定住。2wfednc

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第二步:2wfednc

用圆柱形磁铁将尖头螺丝钉(或者尖头铁钉)尖端向上吸在纸牌上。2wfednc

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第三步:2wfednc

将干电池的一极与螺丝钉尖端接触,利用磁性吸住。2wfednc

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第四步:2wfednc

将导线的一端与干电池上方电极相连并固定好。(可以利用一块磁铁压住)2wfednc

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第五步:2wfednc

一手拿住电池,另一手持导线的另一端,靠近并与纸牌上的磁铁边缘接触。发现纸牌开始快速旋转。2wfednc

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这一款纸牌电风扇可谓大获成功!2wfednc

原理解说2wfednc

钕铁硼磁铁和铁钉都是导体,当导线接通时,电流流过磁铁和铁钉。我们知道电流在磁场中会受到安培力的作用。像下图中通电线圈在磁场中受到安培力的作用转动,这就是典型的电能转化为机械能的的例子。2wfednc

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而要判断安培力的方向就要请出鼎鼎大名的左手定则。根据左手定则:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心流入,四指指向电流方向,大拇指指向的就是安培力的方向(即导体受力方向)。2wfednc

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在这个实验中我们的磁场由钕铁硼磁铁提供,当导线与磁铁接触时,电池-导线-磁铁-铁钉形成闭合回路,其中流过的电流会受到安培力的作用。2wfednc

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本实验示例中电流的方向是从圆柱形磁铁与导线接触的边缘流向铁钉接触的中心,而磁铁内磁力线的方向是从S极到N极,因此安培力的方向如示意图所示。所以在安培力力的作用下,螺钉就带着纸牌一起绕着钉子的中心顺时针旋转起来了。2wfednc

大家可以试着倒转磁铁的N-S极上下的方向,或者改变电池的负极和正极方向,思考一下,纸牌旋转的方向会不会改变呢?2wfednc

责编:Ricardo
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