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Vast, Warm and Elegant

让“磁悬浮”在家里飞奔

几年前,我听说上海的浦东通了磁悬浮列车后,特意跑去坐了一下,那感觉真是,又稳又快又安静。今天,咱们不用费这么大的周折了,因为我要教你在家里做电磁列车了,让电磁列车在你家中跑,怎么样?

材料:

7号电池一节,裸露的铜线,多个纽扣强力磁铁,扫把棒

步骤

  1. 我们先来制作电磁列车的轨道。将扫把棒拿过来,将裸露的铜线缠绕在上面,一匝挨一匝,匝数缠的越多,你的电磁列车轨道就越长。等到你觉得轨道的长度已经足够的时候,就把缠好的铜线保持圆弧的形状轻轻取下来,一个圆圆长长的电磁列车轨道就做好了。
  2. 下面我们来制作电磁列车。要确定电池的电量充足,然后将纽扣强力电池S级对N级,组合成为两对。这个环节要注意安全,因为强力磁铁的磁力非常强,在两个磁铁相吸的过程中,千万不要夹到手。
  3. 将组合好的两对强力纽扣磁铁,一对的S级朝向电池的正极,也就是电池有凸起的一端,另外一对的S级朝向电池的负极,也就是电池平面的那一端。这样两对磁铁的N级,都朝向电池的外侧。好了,你的电磁列车也做好了。
  4. 下面,让我们试运行一下你的电磁列车吧。将电磁列车小心地放入铜线缠绕好的轨道入口处,轻轻将它推入轨道,好了,你的电磁列车就可以一路快速向前奔驰了。

 

原理

用电池和磁铁,就可以做成电磁列车了吗?其实铜线圈在这里也是起了非常重要的作用的。在你们的中学物理课上会学习到,“磁可生电,电可生磁”,电和磁之间有非常紧密的联系。电池的正负极接触到铜圈时,会在铜线中产生电流,继而铜线圈就会产生磁场,而磁场会与“电磁列车”——也就是电池两端的磁铁发生相互之间的作用力。就像你知道的那样,同性相斥,异性相吸。因为在电池的两端,我们特意都将N级朝外,所以会在电池的头尾同时产生拉力和斥力,这样就一边推,一边拉,让“电磁列车”往前走了。与此同时,电磁列车因为带着电流运动,所以还会切割到磁场的磁感线,这样就在铜线内部形成了更强烈的电流。如此这般,会对电磁列车的推动,形成更强大的力。所以,你就会看到,带着磁铁的电池,在铜线圈的轨道里,快速地奔驰起来。

游戏升级:

你可以尝试将电池两段的磁铁N极与S极的方向进行调整,再看看列车的“行驶”有怎样的变化?然后,你还可以尝试将7号电池换成功率更大的电池,接下来,磁铁也换成磁性更强的磁铁。效果之间有什么区别呢?

本文发表于《知识就是力量》2019年12月刊

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