電與磁之舞!教你玩“轉(zhuǎn)”紙牌 | 正經(jīng)玩

電生磁
磁生電
有電有磁則生力
雖秋意漸濃
但這款紙牌電風(fēng)扇
依舊入股不虧
實(shí)驗(yàn)器材
紙牌、螺絲釘、干電池、導(dǎo)線(兩頭剝好露出銅絲)、圓柱形磁鐵、所標(biāo)杯

實(shí)驗(yàn)步驟
第一步:
在紙牌兩面各放一個(gè)磁鐵將紙牌固定住。

第二步:
用圓柱形磁鐵將尖頭螺絲釘(或者尖頭鐵釘)尖端向上吸在紙牌上。

第三步:
將干電池的一極與螺絲釘尖端接觸,利用磁性吸住。

第四步:
將導(dǎo)線的一端與干電池上方電極相連并固定好。(可以利用一塊磁鐵壓住)

第五步:
一手拿住電池,另一手持導(dǎo)線的另一端,靠近并與紙牌上的磁鐵邊緣接觸。發(fā)現(xiàn)紙牌開始快速旋轉(zhuǎn)。

這一款紙牌電風(fēng)扇可謂大獲成功!
原理解說(shuō)
釹鐵硼磁鐵和鐵釘都是導(dǎo)體,當(dāng)導(dǎo)線接通時(shí),電流流過(guò)磁鐵和鐵釘。我們知道電流在磁場(chǎng)中會(huì)受到安培力的作用。像下圖中通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力的作用轉(zhuǎn)動(dòng),這就是典型的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的的例子。

而要判斷安培力的方向就要請(qǐng)出鼎鼎大名的左手定則。根據(jù)左手定則:伸開左手,使拇指與其他四指垂直且在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線從手心流入,四指指向電流方向,大拇指指向的就是安培力的方向(即導(dǎo)體受力方向)。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們的磁場(chǎng)由釹鐵硼磁鐵提供,當(dāng)導(dǎo)線與磁鐵接觸時(shí),電池-導(dǎo)線-磁鐵-鐵釘形成閉合回路,其中流過(guò)的電流會(huì)受到安培力的作用。

本實(shí)驗(yàn)示例中電流的方向是從圓柱形磁鐵與導(dǎo)線接觸的邊緣流向鐵釘接觸的中心,而磁鐵內(nèi)磁力線的方向是從S極到N極,因此安培力的方向如示意圖所示。所以在安培力力的作用下,螺釘就帶著紙牌一起繞著釘子的中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)起來(lái)了。
大家可以試著倒轉(zhuǎn)磁鐵的N-S極上下的方向,或者改變電池的負(fù)極和正極方向,思考一下,紙牌旋轉(zhuǎn)的方向會(huì)不會(huì)改變呢?
編輯:草莓熊糖稀