學物理就像聽天書?南師大物理教授,在抖音上保你玩轉物理

三分鐘弄懂電動機工作原理,兩分鐘能看明白開爾文滴水起電。這些聽起來很複雜的科學知識和物理現象,在抖音博主@道理學趣味物理實驗的視頻裡,卻都變得簡單明瞭。

三分鐘能學會電動機工作原理嗎?@道理學趣味物理實驗 藉助直流電動原理演示器,在三分鐘內給網友演示電動機工作原理:

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首先,將3塊N極磁鐵和3塊S極磁鐵,分別放在演示器框架兩側,然後將單匝線框下兩個銅電環和換向器放在框架電刷中間,通電後就可以使單匝線框轉動起來;如若改變電流或雙方磁鐵方向,單匝線框的旋轉方向均會發生轉變。

由於線框轉動是因通電導體在磁場力受安培力影響所致,所以該直流電動原理演示器還可用於安培力和左手定則演示。

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團隊導師劉炳昇教授在視頻中負責演示操作。他將紅黃藍三色箭頭分別放在電流方向、磁場方向和安培力方向,進一步演示線框轉動方向的“左手定則”。同時,劉教授將單匝線框和多匝線框運轉速度進行對比試驗,得出多匝線框轉動頻率比單匝線框轉動頻率快的結果,證實了“多匝線框受到安倍力更大”的結論。
除了直觀的物理學原理展示,@道理學趣味物理實驗 也會通過趣味小實驗,進行物理知識科普,如能同時實現“二龍戲珠”、“魚兒擺尾”、“跑馬燈”的水流裝置來講解“開爾文滴水起電”

視頻中,水流沿水管從高處滴落,同時帶動小馬旋轉“奔跑”、小球在兩條龍之間來回擺動“二龍戲珠”、懸吊的小魚“搖頭擺尾”。劉教授結合“開爾文滴水起電”原理進行講解:通過兩條導線將上面金屬管與下面金屬容器交叉相連,金屬管與相連金屬容器帶有相同電,再由靜電感應,使得流經金屬管的水被感應帶成異種電(負電),而帶負電多的管中水則被感應帶正,落入下方容器,最終呈正電。

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這樣一來兩容器中電量迅速增加,電壓升高,使兩束水因同電相斥而散開、形成喇叭狀水花。同時,當金屬管上的電荷傳給小馬時,其尖端放電就會使小馬旋轉,並傳到金屬管上使二龍模型也帶上了異種電,從而形成二龍戲珠景象;而下方魚兒擺尾是因金屬容器帶異種電使然。

劉教授還補充,如果在兩金屬管間單獨搭上兩個金屬球,還會出現閃電趣味現象;如果帶上氖管,氖管會發輝光。這一模型可是獲得省級科技創新大賽一等獎、實用新型專利的良好科普道具。

除了直流電、安培力、左手定則、開爾文滴水起電原理等“嚴肅”物理知識,@道理學趣味物理實驗 還分享一些趣味視頻。比如“人體靜電章魚”視頻,劉教授先拿毛皮和塑料板摩擦起電,再將電傳給鐵,最後將鐵的電通過手來傳入人體,最終形成“人體靜電章魚”特效。

關於摩擦起電,@道理學趣味物理實驗 拍攝了系列視頻,如:通過摩擦起電的方式,讓兩根亞克力塑料棒在支架上旋轉,以此解釋同種電荷排斥原理。

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擺事實,講道理。這樣的短視頻讓物理學原理更加生動、直觀和有趣。在不知不覺中,大家就能學會艱深複雜的物理知識。不少網友在評論區紛紛表示,“再也不用生硬理解書上的實驗圖了。”
你也還在為物理學不會而頭疼?看看@道理學趣味物理實驗 的短視頻,或許你也會愛上物理、玩轉物理。


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