纺丝实验实际上是一个实验，它创造了一个简单的电机，被称为均极电机，只用了三样东西。
下载活动pdf，包括样本表，以记录学生的观察
学习动机
学生将复制法拉第的简单电动机，以建立他们对磁和电之间关系的理解。
目的检查和理解电和磁之间的关系，并利用这些知识来建造一个电动机。
实验前你要用磁铁，电池和铜线来复制最早的电动机之一。物理学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday)可能是第一个证明由电流和磁力产生的力可以转化为机械力的人，他用这种力来演示第一台电动机。他的研究和粗糙的电动机为现代电动机铺平了道路，不久之后，他又为把机械运动转化为电力的知识铺平了道路，这就是我们今天仍然产生大部分电力的方式。
假设
你在电池的正极和负极之间连接了一根电线，就形成了一个电路。会有电荷流过导线，就会产生磁场。
你放在电池末端的磁铁会产生自己的磁场，带电荷的电线会通过这个磁场。根据以下问题做一些预测:
这里有军队在行动。要在哪里施加力才能使金属丝旋转?
来自电线的磁场对来自磁铁的磁场会有什么影响?
如果你把电池反过来，把电线放在另一端的顶端，会发生什么?
如果你添加两个(或更多)磁铁会发生什么?如果你将触碰(或几乎触碰)底部端子的电线移开，会发生什么?
材料
- AA电池
- 铜线(你可以在五金店买到铜线)
- 一个圆形钕磁铁。这些都可以在网上、eBay或电器商店买到。
方法
- 将钕磁铁固定在电池的一端。
- 将电池垂直放置在桌子上，磁铁放在桌子和电池之间的底部。
- 按照图1所示的方式设计铜线。
- 把电线放在电池上面
看着它旋转(你可能需要轻轻推一下才能让它转起来)。
用对照实验来检验你的假设。
构造一个像下面这样的表格来记录你的观察。
在您的表中，观察并记录导线在以下每个场景中的表现(以及您想要测试的任何其他酷想法):
- 闭合电路和磁场(如上述方法步骤1-4所述)
- 电池显示是相反的
- 两块或两块以上磁铁
- 电线从底部电池端子移动
安全注意事项:当你用完后，把电线从电池上取下来，因为电线会迅速加热并引起火灾。把磁铁从电池上拿下来，因为让它们附着会耗尽电池。
图1。形状的铜线适合电池和磁铁。
扩展思维
地球有磁场。为什么不是所有的线都开始旋转?是什么让这一切发生?
试想一下，如果我们没有电动机——换句话说，如果没有洛伦兹力这样的东西——世界将会是什么样子?你家里有多少东西需要电动马达?注意实验中电池南北两极的位置。两极是垂直的，北高于南。想想磁场的方向由磁铁的这个方向产生。如果使用磁极水平对齐(左右对齐)(如图2中右侧图像所示)，导线会发生什么变化?注意磁场线和它们穿过导线的方向。将这张图与左边的图像进行比较。
老师的笔记
学生的年级水平和知识水平将决定一个假设所需的批判性思维水平。小学高年级的学生应该能够理解磁力以某种方式影响电线，使其旋转。年龄较大的学生应该能够思考磁场的相互作用，以产生使电线旋转所需的力。学生们有机会在FLEET学校资源中建立一个电路，导体、绝缘体和电，(活动9)。
发生了什么?
通过电路的电子会产生一个磁场，这个磁场会与磁铁产生的磁场相互作用。请注意，磁体的磁场从磁体外侧的北极向外发散到南极。参见图2..两个磁场的相互作用产生了所谓的洛伦兹力，这就是当你把一块磁铁的相同磁极放在一起时所得到的力。它们会相互对立，但在这种情况下，洛伦兹力与电子运动的方向和磁场都垂直(呈90度角)。想象一下，站在一个房间的角落里，把你的手臂放在每一面墙上。一只手臂指向电流传播的方向(从负到正*)。你的另一只手指向磁场力的方向。你的头和脚指向洛伦兹力的方向。是洛伦兹力作用在导线上使它旋转。 In Figure 2 note that in the left-hand image that represents the set up in this experiment, the direction of the magnetic field on one wire is the opposite on the other wire. This means the Lorentz force will push the wire on one side and pull it on the other side, which is why your wire keeps spinning.
图2。旋转导线的操作，显示电子流穿过导线的方向、磁场和洛伦兹力的作用。
*在传统模型中，电流被认为是从正极传播到负极。你经常会看到右手定则的参考，它类似于上面的类比，你站在房间的角落里计算电流、磁场和洛伦兹力的方向。在电子模型中，电流从负极流向正极，你可以用左手来达到同样的效果。
回家科学活动。