自制磁悬浮无线输电教具成果汇报

小组成员：邵静仪苏颖瞳梁国烈,自制磁悬浮无线输电教具成果汇报,1,成果展示,2,教具的研究背景,3,教具的制作过程,4,教具的改进尝试,5,教具的优点,CONTENTS,目录,成果展示,教具的研究背景,在人教版高中物理（选修3-2）第四章第四节法拉第电磁感应定律、第五节电磁感应现象的两类情况以及人教版高中物理（选修3-1）第三章第二节磁感应强度、第四节通电导线和磁场中受到的力的物理教学中,由于电流的磁效应、电磁感应定律以及磁铁的性质都是比较抽象的，并且电流的磁效应、电磁感应定律都是高中教学的重点以及难点。,教具的研究背景,为了帮助学生更好的理解电流的磁效应，电磁感应定律的原理以及应用，方便他们牢固地掌握电生磁以及磁生电的相关知识，教师需要做好电流的磁效应以及电磁感应的课堂演示实验。但是，在物理课堂的教学中，目前还没有能同时满足以上几节课教学的教具，因此本小组借鉴前人的一些教具、网络资源以及模拟电子技术的相关内容，设计并制作了磁悬浮无线输电这个教具。,教具的原理：无线输电原理,电路图如图（A），总的来说本教具就是三点式电感震荡电路产生随时间变化电流，其波形大致为正弦波的电流，如图（B），变化的电流通过初级电感线圈，由电流的磁效应可知，初级电感线圈就会产生磁场。,教具的原理：无线输电原理,由于电流每经过半个周期就会变一次方向，所以每半个周期，由初级线圈产生的磁场方向就会改变一次,如图（g）。由电流的磁效应的规律可知，由电流磁效应产生的磁场的场强与通过电感线圈的电流成正相关，所以初级线圈产生的场强也大致为与电流的变化周期一致的正弦波，如图（C）。,教具的原理：无线输电原理,变化的磁场再通过次级线圈，由电磁感应定律e=n(d)/(dt)，可知次级线圈会产生的感应电动势并且没经过半个周期，方向就会改变一次。所以无论次级线圈的绕线方向如何，都会有电流正向通过发光二极管，那么二极管都会发光。,教具的原理：磁悬浮原理,利用永磁体的同级互相排斥的性质，当悬浮物的重力等于斥力的时候，物体就悬浮了，如图（E）,教具的制作过程：电磁感应部分制作过程,材料：直径约0.2毫米的漆包线若半米、瓶子（空心圆柱体）、等大的瓶盖两个、小瓶子（直径小的，绕线圈用）、热缩管若干、导线若干、1.5V电池两枚、一个三极管s9014、圆形强磁铁8枚、笔芯两支、开关一个、1千欧姆电阻一个,教具的制作过程：电磁感应部分制作过程,制作过程图片展示,制作过程图片展示,磁悬浮制作过程：,磁悬浮的制作，我们利用的磁铁的互斥作用，为了使效果明显一点，我们分别在两个瓶盖上都放了八块磁铁。使处在一个盖子上的磁铁处于同一磁极并且两个盖子上的磁铁磁级不同，从而两个盖子互斥。当盖子的重力等于斥力时，盖子就浮起来了。,教具的改进尝试,由于磁铁的磁性一定，磁悬浮的高度也就基本不变，但如果悬浮的高度过高，无线输电的效果就会大打折扣。基于这个事实我们想做一个可以调节悬浮高度的磁悬浮装置。我们的想法是通过把瓶子上的8块磁铁换成电磁铁，这样我们就可以通过调节电流的大小，来调节电磁铁磁力的大小，从而调节悬浮物的悬浮高度。,教具的改进尝试教具的改进尝试,但结果显示，我们的想法实现不了。这是因为，从本质上来讲，我们这个并不算磁悬浮。我们通过两根笔芯给悬浮物加了个“围栏”，而这个“围栏”不仅会给悬浮物一个水平方向的力，还会给它一个垂直方向的力。因此，但我们加大电磁铁磁性的时候，悬浮物并不会往上走，在没有围栏的位置，受到的斥力大于有围栏的位子，从而悬浮物会翻转，并不会上下移动。,教具的优点,材料简单，容易获得，造价很低实验演示没有场地限制，可以在大部分场合进行操作仪器操作简单，把抽象的电磁感