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问题的提出
物理课上,老师带领我们去实验室验证安培力的存在及其方向。根据教材中相关提示,我在老师的指导下用到了以下实验器材:一块马蹄形磁铁,铁架台,轻质导线,学生电源。
实验步骤是这样的:分别给导线的两端接上电源的正极和负极,然后接通开关,便可看到导线向外移动。在具体操作中,我发现这个实验对精准度的要求较高,而且实验现象并不是很明显,特别是实验器材——马蹄形磁铁在生活中并不常见,同时还需要解决磁铁固定等问题,并不适合我们学生在日常生活中进行探究和学习。
溶液为什么会旋转呢?从能量的角度看,电能转化成了溶液转动的动能,类似于电动机。从力的角度看,环形强磁铁的N、S极分别位于轴向的两个平面上(当上表面为N极时),铝环接正极、砝码接负极,能产生无数股由培养皿边缘指向中心的电流,取其中一滴溶液分析,根据左手定则,它受到安培力,于是这滴溶液运动起来了,位于环形磁铁与铝环间的任意一滴溶液都受到类似的安培力,因此溶液运动起来了。
溶液旋转的向心力来源于哪呢?对于溶液,它受到的重力与安培力并不能提供向心力,但其他溶液对它的作用力却可以用来提供安培力。在溶液轉动的过程中,安培力在切线方向且与速度方向一致,充当动力。
那么为什么溶液不会越转越快而是最终保持匀速率转动呢?实际上,溶液转动时,溶液间存在粘滞阻力,速率越大粘滞阻力越大,当速率增大到一定值时,粘滞阻力恰好等于安培力,此时,溶液将保持匀速率转动。
物理课上,老师带领我们去实验室验证安培力的存在及其方向。根据教材中相关提示,我在老师的指导下用到了以下实验器材:一块马蹄形磁铁,铁架台,轻质导线,学生电源。
实验步骤是这样的:分别给导线的两端接上电源的正极和负极,然后接通开关,便可看到导线向外移动。在具体操作中,我发现这个实验对精准度的要求较高,而且实验现象并不是很明显,特别是实验器材——马蹄形磁铁在生活中并不常见,同时还需要解决磁铁固定等问题,并不适合我们学生在日常生活中进行探究和学习。
溶液为什么会旋转呢?从能量的角度看,电能转化成了溶液转动的动能,类似于电动机。从力的角度看,环形强磁铁的N、S极分别位于轴向的两个平面上(当上表面为N极时),铝环接正极、砝码接负极,能产生无数股由培养皿边缘指向中心的电流,取其中一滴溶液分析,根据左手定则,它受到安培力,于是这滴溶液运动起来了,位于环形磁铁与铝环间的任意一滴溶液都受到类似的安培力,因此溶液运动起来了。
溶液旋转的向心力来源于哪呢?对于溶液,它受到的重力与安培力并不能提供向心力,但其他溶液对它的作用力却可以用来提供安培力。在溶液轉动的过程中,安培力在切线方向且与速度方向一致,充当动力。
那么为什么溶液不会越转越快而是最终保持匀速率转动呢?实际上,溶液转动时,溶液间存在粘滞阻力,速率越大粘滞阻力越大,当速率增大到一定值时,粘滞阻力恰好等于安培力,此时,溶液将保持匀速率转动。