使电磁铁

当你把电池、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。自己试试吧,让原力与你同在!

电磁铁不同于在另一个使用的永磁体在家试试这个活动。它们不是磁化的金属:它们基本上是一根导电的导线,从而产生磁场。磁和电是密切相关的现象。

电磁体有广泛的用途,从医院使用的核磁共振仪到遥控玩具汽车,再到你家里的许多电器。它们的强度各不相同,从用于检测其他磁铁或电流的非常弱但敏感的电磁体到这里的磁体实验室使用的巨大研究仪器。

你需要什么

  • 一个d型电池
  • 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,我们先来看看钉子是不是磁铁。它们会吸引回形针吗?
  2. 把绝缘电线接到电池上。确保你完成的电路连接的电线的两端电池。把指南针放在电线下面。有什么反应吗?
  3. 把电线的一端断开。把它绕在钉子上15次,然后再接回电池。当你把罗盘靠近时,你看到了什么?这种反应与你把指南针放在直线下时看到的不同吗?你能拿起有铁丝的回形针吗?你能拿起有钉子的回形针吗?
  4. 把钉子从铁丝上取下来,不要松开。电线能接住任何回形针吗?单是钉子就能夹起任何回形针吗?
  5. 把指南针放在缠绕的电线下面。当你在步骤4中观察指南针时,你会得到同样的反应吗?这你怎么解释呢?

发生了什么事?为什么?

在第一步中,当你测试钉子是不是磁铁时,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,因为导线本身并不产生磁场。

在步骤2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由电池产生的电流,而载电流的电线周围有一个磁场。

在第三步中,当你把钉子和电线缠绕在上面之后,指南针受到了更强的磁场。这是因为线圈产生的磁场比简单长度的导线更强(线圈越多,磁场越强),在中间加一枚铁钉会进一步增强磁场。金属丝本身并没有把回形针夹起来(因为它的磁场太弱),但钉子和线圈却能把回形针夹起来。

在第四步中,钉子把回形针夹了起来,因为你把回形针暴露在导线中电流的磁场中,使它磁化了。但是没有钉子在里面,缠绕的电线仍然不能产生足够的磁场来把回形针拿起来。

在步骤5中,指南针测量了缠绕的金属丝(减去钉子)的磁场磁场在解开的电线中,但是弱于线圈里有钉子的磁场。

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。1特斯拉等于1万高斯。地球的磁力大约是。5高斯。1特斯拉磁铁的强度足以吸起一辆车。我们在MagLab最强的磁体是巨大的45特斯拉——地球上最强的持续磁场。

想快!

以下哪一种家居用品可以使用电磁铁吗?

  • 一辆汽车
  • 一台洗衣机
  • 一台电脑
  • 立体声音响系统

答案:以上都不是!好吧,我们骗了你。事实上,很难找到一种在里面放一块磁铁。除了在开罐器上的明显用途外,磁铁也是使大多数电器运转的电动机的关键成分。看看下面的链接,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
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