使电磁铁

当你把一块电池、一根铜线和一颗钉子混合在一起时,你会得到什么?科学中最重要的力量之一。自己试试,让原力与你同在!

电磁铁不同于另一种使用的永磁体在家试试活动。它们不是磁化的金属:它们基本上是一根导线,传导电流,进而产生磁场。磁和电是非常密切相关的现象。

电磁铁有广泛的用途,从医院使用的核磁共振仪到遥控玩具车,再到家里的许多电器。它们的强度各不相同,从用来探测其他磁铁或电流的非常微弱但敏感的电磁铁,到磁铁实验室使用的巨大研究仪器。

你需要什么

  • 一节d电池
  • 绝缘铜线
  • 铁钉或铁棒
  • 纸夹
  • 指南针

你会做什么

  1. 在你开始制作电磁铁之前,让我们检查一下钉子是否是磁铁。它们会吸引回形针吗?
  2. 将绝缘电线连接到电池上。确保你完成了电路连接电线的两端相对的电池。把指南针放在电线下面。有什么反应吗?
  3. 断开电线的一端。把它绕在钉子上15圈,然后再连接回电池。当你把指南针靠近时,你看到了什么?这个反应和你把指南针放在直线下时看到的反应不同吗?你能用这根电线夹起回形针吗?你能用钉子夹起回形针吗?
  4. 把钉子从铁丝上取下来,不要把它解开。这根电线能夹住回形针吗?单靠钉子能夹住回形针吗?
  5. 把你的指南针放在缠绕的电线下面。当你在第4步观察指南针时,你会得到同样的反应吗?你怎么解释呢?

发生了什么事,为什么?

在步骤1中,当你测试钉子看它是否是磁铁时,你意识到它不是,因为它没有吸引回形针中的金属。然而,铁钉可以被磁化。你的指南针没有对导线产生反应,因为导线本身没有发出磁场。

在第二步中,当你把指南针放在电线下面时,针发生了偏转,因为电线现在携带着电池产生的电流,而携带电流的电线周围有磁场。

在第三步中,当你添加了钉子并将电线缠绕在它周围后,指南针获得了更强的磁场。这是因为一根盘绕的电线比一根简单长度的电线产生更强的磁场(线圈越多,磁场就越强),在中间加一根铁钉会更强地增强磁场。电线本身并没有夹住回形针(它的磁场太弱了),但是钉子和线圈可以。

在步骤4中,钉子这次捡起了回形针,因为你把它暴露在电线中电流的磁场中,使它磁化了。但是没有钉子在里面,缠绕的电线仍然没有产生足够的磁场来捡起回形针。

在第5步中,指南针测量了绕线(减去钉子)中的磁场在开卷的电线里,但是弱于磁场在线圈里,钉子在里面。

你知道吗?

  • 冰箱磁铁的磁场比地球磁场强10倍以上。
  • 磁场有两种测量单位:高斯和特斯拉。一特斯拉等于一万高斯。地球的磁力大约是0.5高斯。1特斯拉磁铁的强度足以吸引一辆汽车。我们在MagLab最强的磁铁高达45特斯拉——这是地球上最强的持续磁场。

想快!

下列哪一种家居用品是有效的使用电磁铁?

  • 一辆汽车
  • 洗衣机
  • 一台电脑
  • 立体声系统

答案:以上都不是!好吧,我们骗了你。事实上,很难找到这样的电器在里面放一块磁铁。除了在开罐器上的明显用途外,磁铁也是大多数电器运转的电动机的关键组成部分。查看下面的链接,看看电动机是如何工作的。


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最后修改于2016年3月28日