徐杰
利用磁鐵的性質(zhì),我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)碰到障礙物就會(huì)自動(dòng)返回的有趣裝置。
實(shí)驗(yàn)材料:環(huán)形磁鐵、漆包線、螺帽、粗鐵絲、螺旋槳、吹風(fēng)機(jī)、木塊、木板。
實(shí)驗(yàn)步驟:
1.在兩個(gè)直立的木塊上分別鉆洞。
2.將兩個(gè)木塊相距約30厘米,直立固定在木板上。
3.將環(huán)形磁鐵穿過鐵絲,并將漆包線綁住一個(gè)螺帽,另一端再綁
在磁鐵的下方(漆包線綁在磁鐵上不能太緊)。
4.將粗鐵絲穿過兩個(gè)木塊上的洞。
5.在鐵絲伸出木塊的一端,套緊螺旋槳。
6.用吹風(fēng)機(jī)(用冷風(fēng))吹螺旋槳,螺旋槳就會(huì)帶動(dòng)鐵絲轉(zhuǎn)動(dòng)。
科學(xué)原理:
鐵絲開始轉(zhuǎn)動(dòng)后,磁鐵也開始前進(jìn),當(dāng)磁鐵前進(jìn)碰到另一端的木塊時(shí),磁鐵又會(huì)自動(dòng)往回走,走到另一端碰到木塊時(shí),磁鐵再度往回走,周而復(fù)始地不停運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)?,環(huán)形磁鐵的N極、S極位于兩側(cè),其中央孔洞的磁力,以兩側(cè)為最強(qiáng),中央的磁力最弱。因此,當(dāng)鐵絲插入磁鐵孔洞中時(shí),磁鐵不是以N極吸住鐵絲,就是以S極吸住鐵絲(如圖1)。如果磁鐵以N極吸住鐵絲,則磁鐵會(huì)向右翹起而傾斜。當(dāng)鐵絲轉(zhuǎn)動(dòng)后,帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn),磁鐵會(huì)在鐵絲上滾動(dòng),由于磁鐵是傾斜的,因此可能會(huì)往左或往右前進(jìn)。
以圖1為例,鐵絲為逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)磁鐵以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),由于磁鐵向右傾斜,因此,磁鐵會(huì)沿著鐵絲往右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)磁鐵往右運(yùn)動(dòng),碰到右邊直立的木塊時(shí),磁鐵先被迫直立,當(dāng)磁鐵變成以S極吸住鐵絲之后,成為向左傾斜(如圖2),由于傾斜方向相反,因此磁鐵變成往左運(yùn)動(dòng),就離開了右邊的木塊。當(dāng)磁鐵往左運(yùn)動(dòng)碰到左邊直立的木塊時(shí),又會(huì)被迫直立,再換成N極吸住鐵絲。如此反復(fù)進(jìn)行,就形成磁鐵來來回回的運(yùn)動(dòng)了。至于磁鐵下方要掛一個(gè)螺帽的原因,是為了要增加向下的作用力,加強(qiáng)磁鐵與鐵絲之間的摩擦力,使磁鐵可以緊貼著鐵絲轉(zhuǎn)動(dòng)。
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