探究电磁驱动现象组合教具的研发与自制，本文主要内容关键词为：组合论文,教具论文,电磁论文,现象论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中物理《选修3-2》第四章电磁感应第七节讲到电磁驱动：当磁场以某种方式运动时，导体中的安培力阻碍导体与磁场间的相对运动。本人通过对比法、实验法，用轴承制作旋转的磁场，用强磁铁代替U型磁铁，用易拉罐做不同形状不同厚度的铝框，在摸索中自制了探究电磁驱动现象的组合教具，它具有现象明显、直观、物美价廉的优点。
一、制作材料
截面约30mm×20mm的木工条，120mm×15mm木工板1块，内径为4mm、6mm的轴承各1只，直径6mm、长约135mm的螺纹杆1根，长度为360mm、宽约为15mm的抽屉金属槽1条，20mm×20mm的正方形强磁铁10块，直径为20mm强磁铁5块，可乐瓶三只，300mm的旧直尺1把，自攻螺钉4只，6mm的螺母4只，4mm螺杆1个，螺母4只，白、红、绿粘纸少许。
二、制作方法
(1)截取250mm长的木工条3条，长为310mm的木工板1块，在上面的木工条的中间位置钻有直径约为10mm的孔，在木工板上适当的位置用自攻螺钉固定木工条，在右边支撑杆上钻一直径4mm的孔，用木螺丝固定成“门”形框，并在支架上粘白粘纸。如图1、2所示。
图1
图2
(2)把抽屉金属条加工成“U”形，尺寸为120mm、120mm、120mm。在“U”形金属条的中间位置60mm处钻6mm孔。把螺纹杆加工成“工”形，尺寸为55mm、75mm、105mm。装上6mm的螺母，再装上轴承，然后用螺母固定，并把弯好的螺纹杆及轴承固定在槽中，在螺杆下旋上螺母，固定“U”型金属框。如图3、4、5所示。
图3
图4
图5
(3)用可乐瓶剪成闭合的铝框，塑料瓶剪成闭合的塑料框，铝条做一个开口的铝框。如图6、7、8所示。
图6
图7
图8
(4)用酒精灯将塑料直尺适当烧烤后加工旋转、弯曲，并在直尺的185mm处钻一孔，装入一轴承，使其可以在竖直平面内自由转动，在上端固定一可乐瓶铝指针。用2mm厚的木工板做一指示牌，长为140mm、宽为95mm，柄长为120mm、宽为25mm，并在柄长20mm处钻一4mm的小孔。如图9所示。
图9
图10
(5)做一木手柄，一端装上抽屉金属条做成的支架，用来固定强磁铁，如图10所示。
三、使用方法
探究实验一：用自制实验装置——旋转的磁铁、闭合（开口）铝框、塑料框，探究电磁驱动现象。
(1)在门字形的方框内，固定好“U”形金属，在适当的位置固定好强磁铁，可绕轴自由转动。
(2)把可以绕轴自由转动的铝框放在强磁铁的两极间。
(3)顺时针摇动强磁铁，铝框内产生感应电流，阻碍铝框和磁铁的相对运动，铝框随磁铁一起顺时针转动。
(4)逆时针摇动强磁铁，铝框也做逆时针转动。
(5)换用开口铝框、塑料框，重复上述实验，开口铝框、塑料框不动。
探究实验二：自制可以在竖直平面内自由转动的塑料直尺支架，显示电磁驱动现象。
(1)固定好塑料直尺支架，并在直尺下端固定导体铜（铝）块。
(2)让强磁铁水平靠近铜块，并迅速远离，铜块中产生涡流，带动直尺在竖直平面内晃动。
(3)换成塑料块，无论磁铁如何运动，直尺不会晃动。
四、特点及优势
本组合教具（图11）通过磁场运动的不同形式，用不同的材料做对比实验，探究电磁驱动现象，使探究活动更为生动、有趣。
图11
(1)用旋转的磁铁、用不同形状、不同材料的闭合铝框，以及开口铝框，探究实验现象。
(2)在竖直平面内自由转动的塑料直尺支架上固定不同材料，用强磁铁靠近、远离，探究实验现象。
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