对“涡流电磁驱动原理演示仪的制作”的改进*

杜志林　熊小兰

(樟树第三中学　江西 宜春　331200)



对“涡流电磁驱动原理演示仪的制作”的改进*

杜志林熊小兰

(樟树第三中学江西 宜春331200)

随着科技的发展，新材料、新技术为教具制作提供了更广阔的空间，使原本笨重的教具制作可以更简单化、轻便化，而且效果更理想．不仅教师能够制作，学生也可动手操作，边制作边进行实验探究．既增强了学生的动手能力，又能提高学生的科学素养．现就电磁驱动和电磁制动提供一个改进案例，供同行们参考．

涡流电磁驱动制作改进演示仪

金属处于变化的磁场中时，金属内部将产生感应电流——涡流．根据楞次定律，涡流的磁场总是阻碍导体与原磁场的相对运动，形成电磁阻尼．涡流的电磁阻尼既可用于电磁制动，又可用于电磁驱动．虽然人教版高中物理课程选修3-2的教师教学用书提供了电磁阻尼案例，但由于铁芯带有缺口，制作困难，实用性不大[1]．部分文献[2]介绍的教具制作结构复杂，又过于笨重，不利于师生自制，更不适合学生自主探究性学习．随着科技的发展，新材料、新技术为教具制作提供了更广阔的空间，使原本笨重的教具制作可以更简单化、轻便化，而且效果更理想．不仅教师能够制作，学生也可动手操作，边制作边进行实验探究．本文在文献[2]原制作的基础上，采用钕铁硼强磁体、塑料轴承等新材料，对电磁驱动实验进行了重新设计，使其不仅能演示电磁驱动，也可演示电磁制动．由于小型化，可在学生手中传递、操作，进行实验探究，增强了学生自主学习的主动性、积极性，效果明显．

1　制作材料

如图1所示照片为制作材料：薄铝盘(内直径3cm,外直径9cm，或从废旧电能表中获取)；塑料轴承(内径1cm,外径3cm，网上邮购)；塑料手柄；钕铁硼强磁体(网上邮购，安装于塑料手柄上)；底座支架(底座用实验室指南针底座，支架用写字笔笔筒的一部分)．

图1　制作材料

2　 实验装置及演示

将图1中的实验材料组合成如图2所示的演示仪，用手拨动铝盘，使其旋转自如．

图2　实验装置及演示

2.1演示电磁驱动

一手持塑料手柄，一手持支架，先将钕铁硼强磁体与铝盘逐渐靠近并接触，观察强磁体与铝盘之间的作用，发现无相互吸引或排斥；之后，手持塑料手柄，将钕铁硼强磁体置于铝盘的上方，控制手柄沿逆时针旋转，带动钕铁硼强磁体在铝盘平面上方(铝盘外径内侧)旋转，控制其不与铝盘接触，可观察到铝盘亦随强磁体逆时针转动，这就是电磁驱动的效果．

2.2演示电磁制动

用右手食指拨动铝盘，使其逆时针快速旋转，与此同时，左手持塑料手柄，将强磁体置于铝盘上方靠近边缘处(不与铝盘接触)，可发现转动的铝盘快速停止转动，这就是电磁制动的效果．

1普通高中课程标准实验教科书.物理选修3-2教师教学用书(第4版)人教版, 北京： 人民教育出版社，2010.38～40

2宋艳芝,陈东倾.涡流电磁驱动原理演示仪的制作.中国教育技术装备，2002(12)：10

杜志林(1967-)，男，中教高级，主要从事中学电化教学及实验教学研究.

2016-04-28)

*系江西省中小学教育教学重点研究立项课题“物理教学中师生科学素养养成与创新能力同步发展研究”的研究成果.课题编号：ZD2014-035