少儿科学

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科学实验 | 动手做一块电磁铁

前言

同学们又结束了一周的学习生活,今天是周末,我们做个科学实验来放松一下。

今天我们要做一个有趣的物理实验。

大家一定都玩过磁铁,磁铁可以吸起各种铁质的小物体,我们今天的实验就是亲手制作一块磁铁。

实验报告

实验材料
  • 一根螺栓
  • 一段铜线
  • 一节电池
  • 一块砂纸
  • 一把剪刀

实验材料

这次实验用到的铜线可以是从变压器里拆出来的漆包线,注意线的外面要有绝缘层。

实验过程

  1. 把铜线一圈一圈的绕在螺栓上
  2. 完成后用剪刀剪断铜线的末端
  3. 用砂纸打磨铜线的两端,去掉绝缘层
  4. 用电池的正负极分别连接铜线的两端

绕线

绕线完成

通过以上步骤,一个电磁铁 electromagnet 就完成了,是不是很简单。

实验结果

在电源没有接通时,这就是一根缠着铜丝的普通螺栓,当然不会像磁铁一样能吸起小的物体。

当我们接通电源时,神奇的情况出现了:螺栓仿佛摇身变成了磁铁,可以轻松的把小的螺丝钉吸起来。此时的螺栓就变成了电磁铁。

我们来看下 Vicky 的制作过程和实验结果:

实验过程演示

实验原理

这个实验的原理来自于物理领域的电磁学,电和磁可以互相转化。

当直流电通过导体时会产生磁场,而通过螺线管状的导体时会产生类似棒状磁铁的磁场。

在螺线管的中心加入一磁性物质则此磁性物质会被磁化而达到加强磁场的效果。

Wikipedia

当电流接通后,螺旋管内因电流而产生了棒状的磁场,从而磁化了中间的铁质螺栓,使螺栓产生了磁性。

电磁铁原理

当电流断开后,螺栓的磁性消失,变回普通的铁,这就是电磁铁的原理。

对应而言,我们普通的磁铁一般就成为永磁体,它们可以长期具备磁性,而电磁铁就属于非永久性磁体。

在生活中,电磁铁在多种领域里也发挥着作用,一个比较常见的应用就是电磁起重机,通电后会产生巨大的磁力,吸起废铁。

电磁起重机

而大家都听说过的磁悬浮列车,也是应用了电磁学的基本原理。

上海磁悬浮列车

在军事领域,应用电磁理论可以研制出威力巨大的电磁炮。

尾声

为了演示电磁铁的应用场景,我们借用了 Rocky 的一辆起重机,为它配置了电磁铁,使它变成了电磁起重机。

在实验的最后,我们制作了一个演示垃圾分类的定格动画。

加装了电磁铁的起重机

一堆“垃圾”

垃圾箱

垃圾分类

定格动画

未生锈的铁有很高的回收价值,应该放到“可回收”垃圾箱。

今天的实验完成了,快来试一下吧~