徐杰
利用磁鐵的性質(zhì),我們可以設(shè)計一個碰到障礙物就會自動返回的有趣裝置。
實驗材料:環(huán)形磁鐵、漆包線、螺帽、粗鐵絲、螺旋槳、吹風機、木塊、木板。
實驗步驟:
1.在兩個直立的木塊上分別鉆洞。
2.將兩個木塊相距約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.用吹風機(用冷風)吹螺旋槳,螺旋槳就會帶動鐵絲轉(zhuǎn)動。
科學原理:
鐵絲開始轉(zhuǎn)動后,磁鐵也開始前進,當磁鐵前進碰到另一端的木塊時,磁鐵又會自動往回走,走到另一端碰到木塊時,磁鐵再度往回走,周而復始地不停運動。這是因為,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,中央的磁力最弱。因此,當鐵絲插入磁鐵孔洞中時,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,則磁鐵會向右翹起而傾斜。當鐵絲轉(zhuǎn)動后,帶動磁鐵旋轉(zhuǎn),磁鐵會在鐵絲上滾動,由于磁鐵是傾斜的,因此可能會往左或往右前進。
以圖1為例,鐵絲為逆時針方向轉(zhuǎn)動,帶動磁鐵以逆時針轉(zhuǎn)動,由于磁鐵向右傾斜,因此,磁鐵會沿著鐵絲往右運動。當磁鐵往右運動,碰到右邊直立的木塊時,磁鐵先被迫直立,當磁鐵變成以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動,就離開了右邊的木塊。當磁鐵往左運動碰到左邊直立的木塊時,又會被迫直立,再換成N極吸住鐵絲。如此反復進行,就形成磁鐵來來回回的運動了。至于磁鐵下方要掛一個螺帽的原因,是為了要增加向下的作用力,加強磁鐵與鐵絲之間的摩擦力,使磁鐵可以緊貼著鐵絲轉(zhuǎn)動。
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