磁電滾擺
自制的滾杆擺動式磁電作用演示器,簡稱磁電滾擺,是綜合電磁力和電磁感應的左、右手定則,使機械能與電磁能相互交替轉換的關係直觀地表現出來的儀器。磁電滾擺的結構如圖20.10-1所示。
【製作方法】
1.銅導軌的製作:
分別將兩根長20釐米的扁銅條對半折,使其夾角為150°-170°,底部末端全部捲成半圓弧形倒鉤,製成兩個如圖20.10-1(b)所示的銅導軌。
2.銅杆滾子的製作:
擷取兩根長10.5釐米的硬銅絲為軸杆,在每根軸杆的兩端裝配小輪,就製成了兩個銅杆滾子,如圖20.10-1(C)中所示。
3.廣延的強磁場:
圖20.10-1中採用截面積為20×10釐米2和中心長度是1.2米C形軛鐵,其相對磁導率為600。在軛鐵兩臂上分別用直徑1.2毫米的漆包線密繞9000匝成為兩個線圈。磁極為C形矽鋼片,其矩形截面積為20×10釐米2,磁導率為6000,兩極間空隙長約4釐米,線圈中通過4安培電流時,空隙間可得磁感應強度為0.6特斯拉的均勻磁場。
4.組裝:
兩個線圈接直流電源。
擷取一塊如圖20.10-1(C)中所示20×10釐米2的膠木板作底板,將底板水平地放置在下方的磁極上。將兩根銅導軌豎直安裝在水平膠木底板上,彼此平行,間距為10釐米,做成稍微傾斜的平行雙導軌。
將銅杆滾子跨放在導軌間,使它與導軌密切接觸,可在軌道上滾動。
【使用方法】
將兩個銅杆滾子分別放置在導軌底鉤內,調節兩側對稱且位於同一水平高度上。將滾子a、b提到導軌右側斜臂的頂部附近,讓它向右下方自由運動,與此同時,另一個滾子也從導軌左側斜臂底鉤內出發被撥動沿斜軌向右方運動,這樣兩隻滾子分居導軌兩斜臂上下往復擺動,時而一齊都向右運動,此降彼升,一加速另一減速。時而一齊都向左運動,此升彼降,一減速另一加速,各自以降到底鉤和升到臂頂為限,相互交替翻轉,兩者在步調上輪流降升,正好表明了兩隻直線運動往復式的脈衝直流電機模型在聯合運動,一隻作為發電機,另一隻就作為電動機,彼此交換起作用,分別輪流遵循著電磁感應和電磁力的右、左手定則,使機械能和電磁能相互轉化,往復迴圈。
本站提示:本自制教具可輔以“磁場”部分的物理實驗教學。
選自:《初中物理自制教具》
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