磁力小火車課件

1、關(guān)于磁力小火車第一張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月磁力小火車第二張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月磁鐵和電磁的整體組成會動的“小火車”，那么首先我們開始思考要使小火車從靜止到運(yùn)動，必須的有一個(gè)橫向的力作用于小火車，那么小火車是怎么動起來的呢？小火車受到的力是哪來的的？磁力小火車模型就這兩種器材，磁鐵和電池構(gòu)成的小火車，纏繞的銅線纏繞的銅線第三張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月磁鐵充當(dāng)導(dǎo)體，與電池和銅線形成閉合回路，銅線圈通電后產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場對磁鐵產(chǎn)生橫向的力第四張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月線圈產(chǎn)生的磁場是怎么作用于磁鐵的？根據(jù)安培的分子電流假說，我

2、們可以把磁鐵等效成一個(gè)個(gè)環(huán)形電流Ns第五張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月對磁鐵的等效圓環(huán)進(jìn)行分析根據(jù)左手定則，可以判斷出磁鐵受到橫向的力，所以小火車就會動起來但是不難發(fā)現(xiàn)，左側(cè)等效電流是向上的，那么如果是向下的呢第六張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月小火車運(yùn)動的條件只有圖中所示的這兩種情況小火車才會運(yùn)動起來第七張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月分析影響速度的因素VFmB線圈I磁鐵L磁鐵B磁鐵0nI線圈ER線atfmgR內(nèi)第八張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)一，研究B磁鐵對V的影響實(shí)驗(yàn)器材：多個(gè)磁鐵，干電池，均勻纏繞的銅線圈，萬用電表，秒表，米尺實(shí)驗(yàn)原理：

3、固定銅線圈長度，依次增加小火車磁鐵個(gè)數(shù)，分別測出通過該 銅線圈的時(shí)間，時(shí)間越長，則速度越小。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）用萬用表測干電池電動勢E,將銅線圈拉伸至70CM并固定， 把電池兩端按照正確的方法分別吸附上2個(gè)磁鐵，用秒表 測出走完全程所需時(shí)間。 （2）用萬用表測干電池電動勢E（與上組進(jìn)行比較，若差距較 大，則更換干電池），然后重復(fù)以上步驟分別測出每端 吸附3個(gè)，4個(gè)，5個(gè)走完全程所需時(shí)間。 （3）多次測量，取平均值。 第九張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)一，研究B磁鐵對V的影響數(shù)據(jù)分析：干電池一端磁鐵個(gè)數(shù)n小火車走完70cm所需平均時(shí)間t/s22.4731.4941.2251.01

4、從圖中可以看出在一定的誤差范圍內(nèi)，隨著磁鐵個(gè)數(shù)的不斷增加，小火車通過70cm長的銅線圈時(shí)間越短，即在其他條件不變的情況下隨著B磁鐵的不斷增強(qiáng)，小火車的運(yùn)動速度不斷增大。nt/s第十張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）隨著小磁鐵個(gè)數(shù)的增加，小火車本身質(zhì)量也增加，所受阻力也 不用斷增大。可以采用每組都粘上相同質(zhì)量和形狀大小的小石 塊，使小石塊與磁鐵個(gè)數(shù)和都為5。 （2）人工計(jì)時(shí)秒表會有一定的反應(yīng)時(shí)間，由于每組都有反應(yīng)時(shí)間， 這個(gè)誤差就可以忽略。 （3）手工測量長度的誤差。實(shí)驗(yàn)一，研究B磁鐵對V的影響誤差分析：第十一張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)二，研究n與R線對V的影

5、響實(shí)驗(yàn)器材：6個(gè)磁鐵，干電池，均勻纏繞的銅線圈，秒表，米尺，硬塑料片。實(shí)驗(yàn)原理：銅線圈單位長度的匝數(shù)n與閉合回路中銅線電阻R線為正比關(guān)系，隨著 n的不斷減少，R線也不斷減少，因此n與R線對速度的影響是一致 的，我們分別將幾組不同長度的銅線圈拉伸到一定的長度，測出 小火車通過該長度銅線圈所需的時(shí)間，時(shí)間越長，速度越小。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）在銅線圈自然狀態(tài)下，用米尺量出25cm后，用硬塑料片卡 住，將量取的部分拉伸至50cm，把電池兩端按照正確的方法 分別吸附上3個(gè)磁鐵，用秒表測出小火車走到硬塑料片所需時(shí) 間。 （2） 重復(fù)以上步驟，分別測出30cm，35cm，40cm所需時(shí)間。 （3） 多次測量，取

6、平均值。第十二張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)二，研究n與R線對V的影響數(shù)據(jù)分析：銅線圈原始選取長度l/cm小火車通過銅線圈所需的時(shí)間t/s251.13300.96350.82400.75t/sl小火車通過不同原始長度線圈所需時(shí)間表從圖中可以看出，隨著銅線圈原始選取的長度不斷增加，并且拉伸到都為50cm,小火車通過銅線圈時(shí)間不斷減少，可以推出，在一定的誤差允許范圍內(nèi)，相同長度的銅線圈，隨著單位長度線圈匝數(shù)n不斷減少，R線也不斷減少，小火車速度不斷增加。同為電路內(nèi)的電阻，R內(nèi)不斷減少，速度也不斷增加。第十三張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)二，研究n與R線對V的影響誤差

7、分析：（1）人工計(jì)時(shí)秒表會有一定的反應(yīng)時(shí)間，由于每 組都有反應(yīng)時(shí)間， 這個(gè)誤差就可以忽略。（2）銅線圈不能做到理論上的纏繞均勻，因此在拉伸的時(shí)候會出現(xiàn)一些誤差（3）手工測量長度的誤差。第十四張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)三，研究m與f對V的影響實(shí)驗(yàn)器材：磁鐵，干電池4個(gè)，均勻纏繞的銅線圈, 秒表，米尺，雙面膠帶， 電子天平秤，不同規(guī)格的砝碼。實(shí)驗(yàn)原理：將不同質(zhì)量的砝碼用雙面膠帶粘在小火車上，來改變小火車的質(zhì) 量。而阻力f=mg,保持不變，小火車質(zhì)量越大，阻力越大。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）在干電池兩端按照正確的方法分別吸上2個(gè)磁鐵組成小火車。 （2）用電子天平秤測出小火車質(zhì)量m，將小火車

8、在拉伸80cm的 銅線圈上通過，用秒表測出通過所需的時(shí)間t。 （3）分別將5g,10g,20g的砝碼用雙面膠粘在小火車 ，分別測出 質(zhì)量m，然后重復(fù)上一步驟，測出所需的時(shí)間t。 （4）多次測試，取平均值。 第十五張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)三，研究m與f對V的影響數(shù)據(jù)分析：小火車總質(zhì)量m通過銅線圈所需時(shí)間t/s49.150.8254.100.9159.451.4369.102.06t/sg從圖中可以看出，隨著小火車總質(zhì)量的增加，小火車通過銅線圈所需時(shí)間越長，故可以推出，隨著小火車質(zhì)量的增加，小火車所受到阻力增大，小火車運(yùn)動速度逐漸變慢。第十六張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于202

9、2年6月實(shí)驗(yàn)三，研究m與f對V的影響誤差分析：（1）人工計(jì)時(shí)秒表會有一定的反應(yīng)時(shí)間，由于每 組都有反應(yīng)時(shí)間， 這個(gè)誤差就可以忽略。（2）銅線圈不能做到理論上的纏繞均勻，因此在拉伸的時(shí)候會出現(xiàn)一些誤差。（3）砝碼會受到磁場的影響。第十七張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月影響速度V的因素影響因素影響V結(jié)果小火車質(zhì)量m隨著m增大V不斷減少小火車所受阻力f隨著 f 增大V不斷減少磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁隨著B磁增大V不斷增大銅線圈單位長度的匝數(shù)n與銅線電阻R線隨著n與R線的增大V不斷減少干電池內(nèi)阻R內(nèi)隨著R內(nèi)增加而減少第十八張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月影響功率P的因素對小火車有， P

10、=UI-IR總-fV F實(shí)=F-fF瞬時(shí)功率， FV=UI-IR總小火車瞬時(shí)功率表達(dá)式， F實(shí)V=UI-IR總-fV，在小火車啟動時(shí)候， V f恒定要使小火車瞬時(shí)功率平衡 I FF實(shí)故，小火車運(yùn)動的整個(gè)過程是一個(gè)加速度不斷減少的加速運(yùn)動，速度達(dá)到一定值后，開始勻速運(yùn)動。第十九張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月影響功率P的因素對小火車有，mV=Pt ，P=（mV）/t=mVa均可以看出m,v,a均影響功率P 對于m,m增加，f也必增加，由P=UI-IR總-fV可知，在一定范圍內(nèi)，隨著m 的不斷增加，P不斷減少。由實(shí)驗(yàn)三也可以證實(shí)。對于V和a均，V=at,V受到a均的影響，二者對P影響是一致的。在質(zhì)量不變的情況下，P隨著V的增大而不斷增大。第二十張，PPT共二十二頁，創(chuàng)作于2022年6月影響功率P的因素由之前對速度V的影響因素分析，和m對P的理論分析可以得出影響因素影響P結(jié)果小火車質(zhì)量m隨著