首先对小火车的运动做出合理假设:
小火车从静止到运动,肯定是受到了力的作用。小火车在运动过程中可能产生的力有摩擦力、安培力、空气阻力。摩擦力和空气阻力阻滞运动,能够使电池运动起来的很有可能是安培力。 基本常识是:
一、磁铁能够吸附在电池上,是因为电池内部有铁芯,电池的性质不会因为附着磁铁而改变
二、磁铁具备导电的性质,试验中的铜丝、磁铁、电池可能构成回路。
接下来的问题就是安培力是如何产生的,又是如何作用在小火车上的。产生安培力的条件是通电导线在磁场中,并且电流方向和磁场强度方向不平行。附着在电池两极的磁铁提供了磁场,那么电流是如何产生的。
小火车在运行过程中,磁铁一直与铜导线保持接触,再加上电池提供电压,就形成了一个持续的移动回路。此时,铜线上电流方向与与磁场方向不平行,的确可能产生安培力,但是这一安培力作用在铜线上,并不能导致小火车的移动。因此,必须换一个思路。
电流从铜线圈中通过会产生磁场,磁铁上垂直前进方向的表面存在等效环形电流,这时,安培力即产生,这一原理可以通过实验现象证明。试验中,只有当两磁铁相同一极相对附着在
电池两端时,小火车才会运动,具体受力如图:
图中反映了当两磁铁N极相对,螺线管产生水平向右磁场时的情况。左侧磁铁的等效环形电流如图,由于在通电螺线圈两侧磁场强度呈向外发散状,并不平行,因此,根据左手定则,取一小段等效电流如图,受安培力在水平方向有向左分。同理,右侧磁铁的等效电流受安培力同样产生向左的水平分量,因此,小火车受向左的力而运动。
当两磁铁S极相对,其他条件不变,即螺线圈电流方向不变。则两侧都产生安培力并且有向右的水平分力,磁铁向右运动。
首先对小火车的运动做出合理假设:
小火车从静止到运动,肯定是受到了力的作用。小火车在运动过程中可能产生的力有摩擦力、安培力、空气阻力。摩擦力和空气阻力阻滞运动,能够使电池运动起来的很有可能是安培力。 基本常识是:
一、磁铁能够吸附在电池上,是因为电池内部有铁芯,电池的性质不会因为附着磁铁而改变
二、磁铁具备导电的性质,试验中的铜丝、磁铁、电池可能构成回路。
接下来的问题就是安培力是如何产生的,又是如何作用在小火车上的。产生安培力的条件是通电导线在磁场中,并且电流方向和磁场强度方向不平行。附着在电池两极的磁铁提供了磁场,那么电流是如何产生的。
小火车在运行过程中,磁铁一直与铜导线保持接触,再加上电池提供电压,就形成了一个持续的移动回路。此时,铜线上电流方向与与磁场方向不平行,的确可能产生安培力,但是这一安培力作用在铜线上,并不能导致小火车的移动。因此,必须换一个思路。
电流从铜线圈中通过会产生磁场,磁铁上垂直前进方向的表面存在等效环形电流,这时,安培力即产生,这一原理可以通过实验现象证明。试验中,只有当两磁铁相同一极相对附着在
电池两端时,小火车才会运动,具体受力如图:
图中反映了当两磁铁N极相对,螺线管产生水平向右磁场时的情况。左侧磁铁的等效环形电流如图,由于在通电螺线圈两侧磁场强度呈向外发散状,并不平行,因此,根据左手定则,取一小段等效电流如图,受安培力在水平方向有向左分。同理,右侧磁铁的等效电流受安培力同样产生向左的水平分量,因此,小火车受向左的力而运动。
当两磁铁S极相对,其他条件不变,即螺线圈电流方向不变。则两侧都产生安培力并且有向右的水平分力,磁铁向右运动。