电磁船模型的制作
作者:王城越
来源:《中学生数理化·学习研究》2017年第03期
一、电磁船概述
所谓电磁船,就是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理,使海水向后喷出,从而推动船向前运动。
二、制作电磁船模型所需材料
高强度磁铁1个,9伏电池1个,带鳄鱼夹的导线两根,铜片,电工胶带,双面胶,泡沫板。(这种9伏电池是长方形的,一般用在万用表等电工仪表当中,电子市场可以买到。钕铁硼高强度磁铁提供磁场,铜片作为电极,泡沫板做船身。) 三、制作电磁船模型所需工具 钳子、剪刀、壁纸刀。
四、制作原理(如图1)
图1磁铁提供一个方向向下的磁场,作为电极的铜片浸在水中,正负极间的水中有电流流过。电流方向与磁场方向垂直,根据左手定则,可以判断出作为导体的水受到的安培力的方向,也就是水流喷出的方向。
磁铁加两片铜片,就是一个简单的电磁推进器,下面我们一步步地来完成这个装置。 五、制作过程
1.先把磁铁侧面用电工胶布缠两圈,为的是跟铜片电极绝缘。
2.把铜片加工成电极,安装电极,注意电极之间、电极跟磁铁之间都要保持绝缘。最后用胶布固定好,推进器的部分就完成了。
3.把泡沫板剪成船的形状,船尾用壁纸刀切一个小洞,把推进器带磁铁的部分塞进小洞里。露出电极的那面是船的底面,电极将来要完全浸在水里。泡沫板上切出的洞要比磁铁直径小,这样才能把推进器固定紧。
4.把9伏电池用双面胶固定在船头,用导线分别把正负极各连接一个铜片电极,电磁推进船模型就完成了。注意在连接电路的时候,鳄鱼夹不能与磁铁有接触,以免短路。 六、演示改进
1.清水中加入适量食盐可增加电磁船模型的行进速度。
把船放进清水里,几乎看不到船在前进。因为清水的导电性能不好,因此通过水的电流很弱,船的推进力也就很小。
这时候,在水里加适量食盐,随着盐水浓度的增加,很明显地会看到电磁船模型越来越快的移动。(特别提醒:如果电磁船模型是后退的,說明电池的正负极接反了,然后交换电极的极性,电磁船模型就变成前进了。)
2.调整电磁船模型的重心与船的推力的共鸣点使电磁船模型直行。
由于电流不大,这种电磁船模型的推力很弱,前进速度很慢,要看到明显的实验效果,需要水面绝对平静之后,轻轻地把船放在水面上,排除水波的干扰。
如果电磁船模型缓慢地画圆,不走直线,需要手工安装调整船的推力与船的重心在一条直线上,使电磁船模型勇往直前。
3.更换大功率电池使电磁船模型勇往直前。
电磁船模型运行几分钟之后,电池的电压会明显下降,船速也会慢下来,可见这个实验还是挺费电池的。要想使电磁船模型的续程较长,需要更换大功率电池,才能使电磁船模型勇往直前。 【评语】
小作者结合所学的物理知识,亲自动手制作了电磁船模型,并根据制作过程中遇到的问题及时进行了改进,突出了实验效果。在制作过程中,不仅使所学的知识得到了充分的运用,而且培养了动手操作能力,提高了探究能力和创新能力。另外,文章层次分明,条理清晰,逻辑性强,很好地体现了小作者的知识深度和熟练的操作技能。 作者单位:河北省沧州市第一中学高三(24)班
电磁船模型的制作
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