安培力的應(yīng)用分析

武越蓉 林鈺濤 史紅鑫

摘 要：物理學(xué)與現(xiàn)實生活密切聯(lián)系，在學(xué)習(xí)課本知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、動手能力、創(chuàng)新能力是當(dāng)下素質(zhì)教育的重中之重。學(xué)習(xí)了安培力知識后，物理興趣小組自制“電磁船”，將課本知識運用到課堂之外。

關(guān)鍵詞：科技小制作;安培力;電磁船

在高二物理選修3-1第三章《磁場》中，我們學(xué)習(xí)了《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)我們認(rèn)識了安培力，也就是磁場給通電導(dǎo)線的力，并了解了安培力在磁電式電流表中的應(yīng)用，受此啟示，我們物理興趣小組查閱了相關(guān)資料并在李老師的指導(dǎo)下，完成了電磁船模型的制作，現(xiàn)將我們的制作過程整理如下。

【制作原理】電磁船的工作原理就是我們學(xué)習(xí)過的安培力和反沖，將水作為導(dǎo)體，通過水的電流受到磁場安培力的作用，將水推出，根據(jù)反沖原理，船就向相反方向前進(jìn)了。

【制作材料】磁鐵1個，電池1個，帶鱷魚夾的導(dǎo)線兩根，銅片，電工膠帶，雙面膠，泡沫板。

【制作過程】電磁船的核心部件就是推進(jìn)器，首先將磁鐵周圍用電工膠帶纏繞幾圈，目的是要與銅片絕緣，然后將銅片固定在磁鐵兩側(cè)，接著將剪好形狀的泡沫板挖一個略小于磁鐵的洞，將磁鐵塞進(jìn)去固定好。最后將電池固定在泡沫板的另一端，用兩根導(dǎo)線將電池的正負(fù)極和兩銅片連接好，這樣推進(jìn)器就做好了。

將“小船”放入盛清水的大盆中，接通電路“小船”幾乎不動，我們分析是安培力太小的緣故，究其原因是通過水的電流太弱，后來我們將食鹽放入清水中，制成了飽和鹽水，這樣大大增強了水的導(dǎo)電性，就可以觀察到“小船”明顯移動了。如果我們交換導(dǎo)線與電池的正負(fù)極性的連接，“小船”就向著相反的方向運動了。

通過實驗我們總結(jié)了要想實現(xiàn)電磁船完美工作，需要注意以下幾點：

1.在實驗過程中，銅片和鱷魚夾不能與磁鐵接觸，做到嚴(yán)格絕緣，避免短路。

2.為了讓實驗現(xiàn)象明顯，需要用大磁鐵和大電流，我們準(zhǔn)備的是釹鐵硼高強度磁鐵和9伏電池，同時用飽和鹽水代替清水。

3.如果實驗現(xiàn)象不明顯，可以在水上撒一些痱子粉或者頭發(fā)絲，通過觀察它們的運動，體會安培力的作用。

我們知道，現(xiàn)代艦船大都是螺旋槳推進(jìn)的，這種推進(jìn)系統(tǒng)主要是靠機械系統(tǒng)的運動工作的，運動部件會在工作中出現(xiàn)故障和磨損，而電磁推進(jìn)器就避免了上述缺陷，直接將電能轉(zhuǎn)化為船只的前進(jìn)動力，比起螺旋槳系統(tǒng)效率高了許多。同時，電磁推進(jìn)器構(gòu)造簡單，船只行駛起來平穩(wěn)無聲，很適合推廣使用。在實際應(yīng)用中，我們還可以將磁鐵換成電磁鐵或者超導(dǎo)電磁鐵，提高船只的工作效率。

通過這次實驗小制作，我們越發(fā)認(rèn)識到物理知識在生活，生產(chǎn)中的重要性，同時也堅定了我們學(xué)習(xí)物理的決心，將來學(xué)以致用，更好地服務(wù)于社會、國家。

（指導(dǎo)老師：李彥琴 山西省孝義市第三中學(xué)校）

編輯 溫雪蓮