在神秘的霍格沃茨魔法学校,人人都修习魔法,各式各样的魔法招式吸引着大家的眼球,不过最让人羡慕的非魔法扫帚莫属了!哈利·波特骑上魔法扫帚,想去哪里去哪里!尽情在天空中飞翔,可以和鸟儿肩并肩,感受广阔的蓝天,呼吸不一样的空气!我们一起来制作一个魔法师的扫帚,虽然没有翅膀,但是它可以自由地悬浮在空中,是不是很神奇呢?
学习目标:了解磁铁的磁性性质;了解磁悬浮的基本原理;制作磁悬浮小装置
材料清单:拼接木板套材×1、磁铁×6、螺钉×4、螺母×4、哈利·波特小卡片×1、尼龙线×1、透明胶带×1(见图1)
所需工具:剪刀
■图1 材料清单
知识learning
磁铁
磁铁是由一些内部结构比较特殊的铁、钴、镍等原子构成的,可以非常容易地吸引铁、钴、镍等金属。磁铁有很多形状,如方块磁铁、瓦形磁铁、异形磁铁、圆柱形磁铁、圆环磁铁、圆片磁铁、磁棒磁铁、磁力架磁铁等。
磁铁上一般会有两极,分别是南极(S)和北极(N)。我们将条形磁铁的中点用细线悬挂起来,静止的时候,它的两端会各指向地球的南方和北方,指向北方的一端称为指北极或N极,指向南方的一端为指南极或S极(见图2)。
如果将地球想象成一块大磁铁,则地球的地磁北极是指南极,地磁南极则指北极。磁铁与磁铁之间,同名磁极相排斥、异名磁极相吸引。所以,指南针与南极相排斥,指北针与北极相排斥,而指南针与指北针则相吸引。
■图2 磁铁的种类
磁铁性质
1)磁铁会吸引铁等金属,还能隔着物体吸铁(见图3);
2)磁铁有两个磁极,北极(N),南极(S);
3)磁铁的两个磁极磁性强,磁铁中间磁性弱;
4)磁铁同极相互排斥,异极相互吸引;
5)磁铁能将金属铁磁化。
■图3 磁铁吸铁性物体
磁悬浮
磁悬浮就是利用相同极性的磁铁相互排斥的原理,用磁铁的排斥力抵消物体的重力,从而使物体悬空飘浮在空中的一种状态。如常见的磁悬浮地球仪,如图4所示。接下来,我们将一起制作一个借助磁铁排斥力悬浮在空中的魔法扫帚。
■图4 磁悬浮地球仪
动手DIY
接下来,就让咱们一起动手做出一个哈利·波特的扫帚吧!(www.xing528.com)
Step1 首先取出木板1,将4个磁铁放入槽内(同一列的两块磁铁要相互排斥),如图5所示。
Step2 取出木板2,将4个方孔对准4个磁铁,覆盖到上一步得到的结果上,如图6所示。
■图5 步骤1安装示例图
■图6 步骤2安装示例图
Step3 用螺钉和螺母将两个木板固定,如图7所示。
■图7 固定好的底部示例
Step4 将木板3和木板4分别插入大号木板的两侧长方形孔内,如图8所示。
Step5 取出木棒和剩余的两个磁铁,将木棒插入磁铁内(两块磁铁要相互排斥),并用透明胶带将尼龙线固定在木棒一端,如图9所示。
■图8 插好小号木板的示例
■图9 小扫帚示例
Step6 将木棒放在大木板上,并将尼龙线穿过小号木板的小孔,如图10所示。
■图10 磁悬浮扫帚
Step7 将哈利·波特小卡片粘在木棒上,如图11所示。
■图11 哈利·波特的神奇扫帚
神奇的磁悬浮扫帚完成了!变动小木棒的位置,感受神奇的磁悬浮吧!
创意expanding
那么神奇的小磁铁还能做什么呢?来看看磁力小车!不用电、不烧油依旧可以跑的神奇小车!
神奇的磁悬浮,神奇的小制作!同学们快来发挥想象力,看看你们还能做出什么奇妙的东西?
磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电动机产生的电磁力牵引列车运行(见图12)。
■图12 磁悬浮列车的结构
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