彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

昨天聽說英國首相因為得了新冠,十天之後病毒突然嚴重,進入了icu,目前看病情穩定,神思清晰,他作為一國之首,醫療條件可想而知,所以,做為普通老百姓,還是要做好自己的防護吧。

我們呆在家裡,讀讀書,今天要完成的實驗是:磁體和電磁學中的經典物理實驗之——電流回路的磁場。

簡單講一下,我和彎彎做的這些實驗,都是建立在,任何想要去嘗試這些實驗,都可以比較輕易就可以準備好實驗器材,而且要學好物理學,或者講用理解的方式去學好這門學科,這些實驗是再經典不過了,所以能夠去做的,儘量去做,要是用只看書的方法的話,真心就變成考試記憶答案了。

無論將來會不會使用到這些知識,這些知識也是理解世界必不可少的。比如,我們今天在理解電動機的時候,彎彎認識到有刷電機容易損壞電刷,要是高速運行的話,很快電刷就磨損完了,更換比較麻煩,而且這些磨損下來的物質也容易損壞電機,還有可能引起火災,所以,現在比較高端的電機都使用的是無刷電機,比如戴森吹風機裡面使用的電機就是無刷電機。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

通電迴路產生的磁場是這樣子的,這是書上的圖示。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

它相當於產生了一個像條形磁鐵一樣的磁偶極子。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

我們先進行了單環的實驗,我們前幾天做的靈敏感力計(指北針)今天就成了主角了。它的針尖指向北方,也就是北極(N),它的穿線端指向南極(S)。靜止時,導線迴路與針尖垂直。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

當加上電之後,要是產生磁場與地磁場相異,磁針開始轉動。

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這時,磁針的南極轉了過來,表明通電迴路產生的磁場向瓶的一側是北極。

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改變電流方向,磁針也不是靜止不動,因為這時產生的磁場在瓶一側是南極,所以針尖代表的北極會被吸引過來,只是不發生旋轉。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

再次改變電流方向,給一個特寫,針的南極旋轉過來。這表明,同一個單線環,通電的方向不同產生的磁場的方向剛好相反。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

做完單匝線圈,我們再做一個多匝通電線圈的實驗吧。看看,通電線圈的磁場與繞線方向的關係。

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我們找到一個保鮮膜留下的紙筒做固定柱,把導線按一定的方向繞在上面。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

先和彎彎討論實驗的注意事項,因為這個實驗通過的電流達到十一安培,所以,一定要非常注意通電時長,不然導線會過熱,也會損耗電池的壽命太多。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

先預判一下通電之後,產生的磁場方向,先從理論上講解一下。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

由於彎彎無法很好的掌握通電時長,就由我來負責通電的時長吧。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

通電前,磁針北極指向線圈。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

通電後,指針旋轉180度。說明線圈產生了一個與地磁相異的磁場。改變通電的方向,再觀察,發現與單線圈有相同的現像。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

彎彎根據這個原理,自己製作了一個電磁鐵,發現在線圈中加上鐵芯,再通電之後,產生的磁場遠遠的大於沒有鐵芯的時候。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

而且,由於這個鐵芯是鋼的,還會被電流磁化,當電流去掉之後,它任然可以當一個磁鐵用,而且,還可以隨意更換磁極,只要再次通電磁化一次就可以了。彎彎還想要做一個電動機,其實這個可以有,我們做了再來更新一下吧。呵呵。其實都是比較容易實現的呢。

彎彎完成經典物理實驗之:電流回路的磁場

為了鞏固前面學的電路,每一天都會做一個電路的題,這是今天做的,還好了,沒有做錯。

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