對“渦流電磁驅動原理演示儀的制作”的改進*

杜志林　熊小蘭

(樟樹第三中學　江西 宜春　331200)

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對“渦流電磁驅動原理演示儀的制作”的改進*

杜志林熊小蘭

(樟樹第三中學江西 宜春331200)

隨著科技的發展，新材料、新技術為教具制作提供了更廣闊的空間，使原本笨重的教具制作可以更簡單化、輕便化，而且效果更理想．不僅教師能夠制作，學生也可動手操作，邊制作邊進行實驗探究．既增強了學生的動手能力，又能提高學生的科學素養．現就電磁驅動和電磁制動提供一個改進案例，供同行們參考．

渦流電磁驅動制作改進演示儀

金屬處于變化的磁場中時，金屬內部將產生感應電流——渦流．根據楞次定律，渦流的磁場總是阻礙導體與原磁場的相對運動，形成電磁阻尼．渦流的電磁阻尼既可用于電磁制動，又可用于電磁驅動．雖然人教版高中物理課程選修3-2的教師教學用書提供了電磁阻尼案例，但由于鐵芯帶有缺口，制作困難，實用性不大[1]．部分文獻[2]介紹的教具制作結構復雜，又過于笨重，不利于師生自制，更不適合學生自主探究性學習．隨著科技的發展，新材料、新技術為教具制作提供了更廣闊的空間，使原本笨重的教具制作可以更簡單化、輕便化，而且效果更理想．不僅教師能夠制作，學生也可動手操作，邊制作邊進行實驗探究．本文在文獻[2]原制作的基礎上，采用釹鐵硼強磁體、塑料軸承等新材料，對電磁驅動實驗進行了重新設計，使其不僅能演示電磁驅動，也可演示電磁制動．由于小型化，可在學生手中傳遞、操作，進行實驗探究，增強了學生自主學習的主動性、積極性，效果明顯．

1　制作材料

如圖1所示照片為制作材料：薄鋁盤(內直徑3cm,外直徑9cm，或從廢舊電能表中獲取)；塑料軸承(內徑1cm,外徑3cm，網上郵購)；塑料手柄；釹鐵硼強磁體(網上郵購，安裝于塑料手柄上)；底座支架(底座用實驗室指南針底座，支架用寫字筆筆筒的一部分)．

圖1　制作材料

2　 實驗裝置及演示

將圖1中的實驗材料組合成如圖2所示的演示儀，用手撥動鋁盤，使其旋轉自如．

圖2　實驗裝置及演示

2.1演示電磁驅動

一手持塑料手柄，一手持支架，先將釹鐵硼強磁體與鋁盤逐漸靠近并接觸，觀察強磁體與鋁盤之間的作用，發現無相互吸引或排斥；之后，手持塑料手柄，將釹鐵硼強磁體置于鋁盤的上方，控制手柄沿逆時針旋轉，帶動釹鐵硼強磁體在鋁盤平面上方(鋁盤外徑內側)旋轉，控制其不與鋁盤接觸，可觀察到鋁盤亦隨強磁體逆時針轉動，這就是電磁驅動的效果．

2.2演示電磁制動

用右手食指撥動鋁盤，使其逆時針快速旋轉，與此同時，左手持塑料手柄，將強磁體置于鋁盤上方靠近邊緣處(不與鋁盤接觸)，可發現轉動的鋁盤快速停止轉動，這就是電磁制動的效果．

1普通高中課程標準實驗教科書.物理選修3-2教師教學用書(第4版)人教版, 北京： 人民教育出版社，2010.38～40

2宋艷芝,陳東傾.渦流電磁驅動原理演示儀的制作.中國教育技術裝備，2002(12)：10

杜志林(1967-)，男，中教高級，主要從事中學電化教學及實驗教學研究.

2016-04-28)

*系江西省中小學教育教學重點研究立項課題“物理教學中師生科學素養養成與創新能力同步發展研究”的研究成果.課題編號：ZD2014-035