1、內(nèi)容
展項(xiàng)由電磁加速器、電動(dòng)機(jī)原理與奧斯特試驗(yàn)三組實(shí)驗(yàn)裝置組成,演示電磁學(xué)的相關(guān)科學(xué)原理。
電磁加速器:展項(xiàng)使觀眾了解帶電物體在磁場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,了解回旋加速器的原理。當(dāng)控制第一個(gè)線圈的感應(yīng)器感應(yīng)到小球接近第一個(gè)線圈時(shí),第一個(gè)線圈立刻通電,鐵球立刻被吸引穿過第一個(gè)線圈,當(dāng)穿過第一個(gè)線圈時(shí)第一個(gè)線圈立刻斷電,鐵球因?yàn)閼T性滾向第二個(gè)線圈,當(dāng)?shù)诙€(gè)線圈感應(yīng)器感應(yīng)到鐵球時(shí),第二個(gè)線圈又立刻通電吸引鐵球穿過第二個(gè)線圈,當(dāng)穿過線圈后又滾到下一個(gè)線圈,如此循環(huán)往復(fù)。參與時(shí),觀眾只需按下按鈕,即可觀察小球的運(yùn)動(dòng)情況。
電動(dòng)機(jī)原理:觀眾參與互動(dòng)之前,首先給線圈通電,導(dǎo)線上的電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),與周圍的其他磁場(chǎng)相互作用就會(huì)使導(dǎo)線受力開始運(yùn)動(dòng),觀眾握住手柄并向前慢慢推動(dòng)推桿,觀察轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變化。觀眾在調(diào)節(jié)拉桿改變磁鐵與線圈距離的時(shí)候,線圈就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),還會(huì)發(fā)現(xiàn)磁鐵越靠近線圈,線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快,而電動(dòng)機(jī)就是這種將電磁能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的設(shè)備。
奧斯特試驗(yàn):由通電導(dǎo)體和小磁針組成。磁針分布在導(dǎo)體附近,當(dāng)導(dǎo)體未通電時(shí),小磁針將指向地球的南北方向。將導(dǎo)體電源接通時(shí),導(dǎo)線中便通過電流,會(huì)對(duì)磁針產(chǎn)生作用,使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)。參與時(shí),觀眾只需按下啟動(dòng)按鈕,即可觀察磁針是如何發(fā)生偏轉(zhuǎn)的。
2、原理
電磁感應(yīng)加速器包括內(nèi)部和外部環(huán)圈感應(yīng)體,所述感應(yīng)體相互間隔一預(yù)定間隔,并且其內(nèi)側(cè)和外側(cè)同軸且平行布置,以便沿軸向感生感應(yīng)磁場(chǎng)。槽道在內(nèi)部和外部環(huán)圈感應(yīng)體之間,包括與內(nèi)部和外部環(huán)圈感應(yīng)體接觸的電介質(zhì)層,并且由電介質(zhì)層之間的磁場(chǎng)感生二次電流到該槽道中。放電線圈將脈沖能量供送到槽道中,并產(chǎn)生等離子體。
電動(dòng)機(jī)(Motors)是一種旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)器,它將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用于轉(zhuǎn)子鼠籠式閉合鋁框形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動(dòng)機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子組成,通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的方向跟電流方向和磁感線(磁場(chǎng)方向)方向有關(guān)。電動(dòng)機(jī)工作原理是磁場(chǎng)對(duì)電流受力的作用,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。通常電動(dòng)機(jī)的作功部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),這種電動(dòng)機(jī)稱為轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī);也有作直線運(yùn)動(dòng)的,稱為直線電動(dòng)機(jī)。
奧斯特實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線周圍和永磁體周圍一樣都存在磁場(chǎng)。奧斯特實(shí)驗(yàn)揭示了一個(gè)十分重要的本質(zhì)——電流周圍存在磁場(chǎng),電流是電荷定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,所以通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。這一現(xiàn)象由丹麥物理學(xué)家奧斯特于1820年7月通過試驗(yàn)首先發(fā)現(xiàn)。
3、目的
本組展品由電磁加速器、電動(dòng)機(jī)原理與奧斯特試驗(yàn)組成,通過三個(gè)電磁試驗(yàn)組,啟發(fā)青少年對(duì)科學(xué)的興趣,享受寓教于樂的樂趣,激發(fā)他們?cè)诳茖W(xué)的道路上不斷攀登。
