武越蓉 林鈺濤 史紅鑫
摘 要:物理學(xué)與現(xiàn)實生活密切聯(lián)系,在學(xué)習(xí)課本知識的同時,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、動手能力、創(chuàng)新能力是當(dāng)下素質(zhì)教育的重中之重。學(xué)習(xí)了安培力知識后,物理興趣小組自制“電磁船”,將課本知識運用到課堂之外。
關(guān)鍵詞:科技小制作;安培力;電磁船
在高二物理選修3-1第三章《磁場》中,我們學(xué)習(xí)了《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》,通過本節(jié)的學(xué)習(xí)我們認(rèn)識了安培力,也就是磁場給通電導(dǎo)線的力,并了解了安培力在磁電式電流表中的應(yīng)用,受此啟示,我們物理興趣小組查閱了相關(guān)資料并在李老師的指導(dǎo)下,完成了電磁船模型的制作,現(xiàn)將我們的制作過程整理如下。
【制作原理】電磁船的工作原理就是我們學(xué)習(xí)過的安培力和反沖,將水作為導(dǎo)體,通過水的電流受到磁場安培力的作用,將水推出,根據(jù)反沖原理,船就向相反方向前進(jìn)了。
【制作材料】磁鐵1個,電池1個,帶鱷魚夾的導(dǎo)線兩根,銅片,電工膠帶,雙面膠,泡沫板。
【制作過程】電磁船的核心部件就是推進(jìn)器,首先將磁鐵周圍用電工膠帶纏繞幾圈,目的是要與銅片絕緣,然后將銅片固定在磁鐵兩側(cè),接著將剪好形狀的泡沫板挖一個略小于磁鐵的洞,將磁鐵塞進(jìn)去固定好。最后將電池固定在泡沫板的另一端,用兩根導(dǎo)線將電池的正負(fù)極和兩銅片連接好,這樣推進(jìn)器就做好了。
將“小船”放入盛清水的大盆中,接通電路“小船”幾乎不動,我們分析是安培力太小的緣故,究其原因是通過水的電流太弱,后來我們將食鹽放入清水中,制成了飽和鹽水,這樣大大增強了水的導(dǎo)電性,就可以觀察到“小船”明顯移動了。如果我們交換導(dǎo)線與電池的正負(fù)極性的連接,“小船”就向著相反的方向運動了。
通過實驗我們總結(jié)了要想實現(xiàn)電磁船完美工作,需要注意以下幾點:
1.在實驗過程中,銅片和鱷魚夾不能與磁鐵接觸,做到嚴(yán)格絕緣,避免短路。
2.為了讓實驗現(xiàn)象明顯,需要用大磁鐵和大電流,我們準(zhǔn)備的是釹鐵硼高強度磁鐵和9伏電池,同時用飽和鹽水代替清水。
3.如果實驗現(xiàn)象不明顯,可以在水上撒一些痱子粉或者頭發(fā)絲,通過觀察它們的運動,體會安培力的作用。
我們知道,現(xiàn)代艦船大都是螺旋槳推進(jìn)的,這種推進(jìn)系統(tǒng)主要是靠機械系統(tǒng)的運動工作的,運動部件會在工作中出現(xiàn)故障和磨損,而電磁推進(jìn)器就避免了上述缺陷,直接將電能轉(zhuǎn)化為船只的前進(jìn)動力,比起螺旋槳系統(tǒng)效率高了許多。同時,電磁推進(jìn)器構(gòu)造簡單,船只行駛起來平穩(wěn)無聲,很適合推廣使用。在實際應(yīng)用中,我們還可以將磁鐵換成電磁鐵或者超導(dǎo)電磁鐵,提高船只的工作效率。
通過這次實驗小制作,我們越發(fā)認(rèn)識到物理知識在生活,生產(chǎn)中的重要性,同時也堅定了我們學(xué)習(xí)物理的決心,將來學(xué)以致用,更好地服務(wù)于社會、國家。
(指導(dǎo)老師:李彥琴 山西省孝義市第三中學(xué)校)
編輯 溫雪蓮