和磁铁玩游戏
磁铁是很容易取得的玩具,两个磁铁在孩子的手上把玩,孩子很快就能发现两个磁铁可以紧紧吸在一起,其中一个磁铁翻个面或转个方向,两个磁铁就不能吸在一起,反而相互推开。孩子在操作体验中就能认识磁铁的特性。
磁铁磁极说明
磁铁上磁性最强的部分叫磁极。磁极周围存在磁场,磁极间的相互作用就是以磁场作为媒介的。一个磁体无论形状、大小如何,都有两个磁极。将条型磁铁悬挂起来,磁铁开始缓缓转动,静止时,磁体总是一个磁极指向南方,另一个磁极指向北方,指向南的叫做南极(S极,即英文South的首字母),指向北的叫做北极(N极,即英文North的首字母)。
常见的条形磁铁的磁极分布在磁铁的两端,磁铁外部磁感线从磁铁北极发出到磁铁南极。条形磁铁的磁极在两端磁铁,很容易就找得到,环形磁铁的磁极分布有两种情况:一种是磁极呈横向分布,如图甲,外侧为北极,内侧为南极;一种是磁极呈轴向分布,如图乙,上、下分别是南极或北极。我们通常遇到的是第二种磁铁。在“科学动手做”单元中,编辑设计漂浮飞行器,同样是利用磁铁相同磁极相互排斥的原理,让飞行器漂浮起来,让孩子亲眼看到、亲身体验到磁力悬浮的魅力。
制作漂浮飞行器
漂浮飞行器主要是利用磁铁“同名磁极相互排斥”的原理,让重力和磁铁间的排斥力相等,使磁铁处在受力平衡的位置上,达到一种悬浮的效果。
两个大小相同、磁力相同的磁铁,对同一个小磁铁的排斥力大小也相当,所以悬浮的飞行器会在两个磁铁连线的中线上保持平衡。爸爸妈妈协助孩子寻找平衡位置时,可以在两磁铁的中线位置附近寻找,或移动飞行器和星空底座上的磁铁位置,找寻可悬浮起来的平衡点。
实验底座设有一个竖立的纸板,目的是为了支持悬浮的飞行器,达到支撑作用,这是为了更容易找到平衡位置,也可以避免飞行器往前飞出去。在寻找平衡位置时,飞行器上的小磁铁应该与底座上的磁铁保持在同一个平面。为了更容易找到平衡位置,可以先在磁铁中线位置处,把飞行器的一端抵住前面的硬纸板,另一只手慢慢微调小磁铁的位置,让小磁铁比底座上的磁铁往前凸出一点,耐心寻找,轻轻移动,一定能够找到平衡位置,成功让飞行器漂浮起来,孩子就可以亲眼看到神奇的磁悬浮现象了。
“科学动手做”单元能协助孩子见证科学原理的奥秘,满足孩子对科学魔法的好奇心和探索科学的求知欲,这样,科学的种子不知不觉便开始在孩子的内心萌芽。
磁浮列车发明的原理
磁浮指的是电磁悬浮,电磁悬浮是利用磁场力(即磁的吸引力和排斥力)使物体沿着一个轴或几个轴保持一定位置的技术措施。 早在1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁浮列车的专利。随着科技的发展,德国、日本、中国对磁浮技术的研究已经取得了令人瞩目的成就。磁浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力让列车前进的高科技交通工具。我国已经在上海建立了磁浮示范运营线,它是世界上第一段投入商业运行的高速磁浮列车,设计最高运行速度为每小时430公里,仅次于飞机的飞行时速。
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