纺纱线实验实际上是一个实验,创建了一个简单的电机,称为同极电机,使用的三件事。
下载的活动学生观察,包括样品表来记录
学习动机
学生将复制法拉第的简单的电动机建立在他们对磁性和电力之间的关系的理解。
目的检查电和磁之间的关系和理解和使用这些知识来构建一个电动马达。
在实验之前你要用磁铁,电池和铜线复制的第一个电动马达。物理学家迈克尔·法拉第可能是第一个证明电流和磁产生的力量可以变成机械力量,他第一电机用于演示。他的研究和原油为现代电动机电动机铺平了道路,不久之后,将机械运动转化为电力的知识,这是我们今天仍然产生我们的大部分电力。
假设
你已经形成了一个电路,因为你有一个电线连接电池的正极和负极端子之间。将会有一个电荷流过电线,这将产生一个磁场。
磁铁你将结束你的电池会产生自己的磁场线电荷的流动将通过。做一些预测,基于以下问题:
这里有部队在操作。哪里的力量必须适用于线旋转吗?
什么影响将从电线磁场对磁铁的磁场吗?
会发生什么如果你把电池的其他方式和地点对面的钢丝上的终端?
会发生什么如果你添加了两个(或更多)磁铁吗?会发生什么如果你搬线接触的底部部分(或近接触)底部终端的终端?
材料
- AA电池
- 铜线(你可以在五金店购买铜画线)
- 一个圆形的钕磁铁。这些都是网上现成的,从eBay或电力供应商店。
方法
- 附上你的钕磁铁的一端电池。
- 把电池正直与底部的磁铁表(表和电池之间)。
- 时尚你的铜线,如图1所示。
- 电池的电线上
看着它旋转(您可能需要给它一个小推动才能前进)。
通过控制实验测试你的假设。
构造一个下面的表的记录你的观察。
在你的表,观察并记录以下的线在每个场景(加上其他很酷的想法你想测试):
- 闭合电路和磁场(如上步骤1 - 4中描述的方法)
- 电池了
- 两个或两个以上的磁铁
- 线从底部电池终端
安全注意事项:当你已经完成了,把线从电池的电线会迅速升温,导致火灾。把磁铁从电池使他们连接可以消耗电池。
图1所示。铜线的形状以适应电池和磁铁。
扩展思维
地球的磁场。为什么它不能使我们所有的电线开始旋转?什么是失踪吗?
认为世界会是什么样子,如果我们没有电动机——换句话说,如果没有所谓的洛伦兹力?你有多少东西在家里或使用需要一个电动马达吗?注意电池的南北两极的位置在你的实验。两极是垂直的,北方高于南方。考虑磁场的方向,这个方向的磁铁。线会发生什么如果你用磁铁两极水平对齐,左右,在右边的图像如图2所示。注意他们旅行的磁场线和方向线。这左边的图像进行比较。
老师的笔记
学生的水平和知识将决定所需的关键思想水平的假设。高年级的学生应该能够明白一个磁力影响线在某种程度上让它旋转。年纪大的学生应该能够考虑磁场的相互作用生成所需的力线旋转。学生有机会在舰队学校资源,建立一个电路导体、绝缘体和电力(9)的活动。
发生了什么?
电子穿过我们的电路会产生磁场,与磁铁产生的磁场交互。注意,从磁铁磁场向外发散从北极到南极以外的磁铁。参见图2。两个磁场之间的相互作用产生被称为洛伦兹力,它只是强迫你得到当你带来相同的磁极吸引在一起。他们会互相反对,但在这种情况下,洛伦兹力是垂直的(90度角)电子运动的方向和磁场。想象,思考站在房间的角落里,把你的胳膊沿着墙。一只胳膊指向当前的传播方向(负到正*)。你其他的手臂点从磁铁的磁场力的方向。你的头和脚点在洛伦兹力的方向。这是洛伦兹力作用在你线,使其旋转。 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。操作线显示方向旋转的电子流过电线,磁场和洛伦兹力的影响。
*传统模型中的当前被认为旅行从正负极。你会经常看到右手法则,这是类似于上面的比喻,你站在房间的角落里,电流的方向,磁场和洛伦兹力。电子模型中的电流从消极到积极的你会用你的左手来达到同样的效果。
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回家科学活动。