磁力小火车

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一、实验器材

       磁铁（直径比电池直径略大），铜线，电池（7号）

二、实验原理

       两个柱形磁铁块和电池连接在一起，整个系统放置在一个铜线绕成的螺线管内，且磁铁与铜线接触良好，电池和磁铁组成的系统由静止开始运动起来，力是使物体运动状态改变的原因．既然火车能从静止状态开始运动，它一定受到了力的作用。

图1 磁力小火车示意图

       磁铁和电池组合体进入铜质的导电螺绕环内，电池两端的磁铁与螺绕环轨道保持接触，形成一个完整的闭合回路，这时通电螺绕环产生磁场。 磁铁与通电螺绕环产生的磁场发生相互作用。

       

图2 螺线管内产生磁场示意图

       根据右手螺旋定则，通电螺绕环内的磁场方向是从左向右，电池两端的磁铁与螺绕环轨道的接触部位为通电螺绕环的边缘，通电螺绕环两端产生的磁场是非均匀磁场，磁铁处于非匀强磁场中，小车在非均匀磁场中所受的合力构成了小车的动力来源，如图 2 所示。

三、实验步骤(点击查看操作视频)

       采用控制变量法，由于小火车运动是由于螺线环产生的磁场与磁铁间有力的作用，因此控制螺线环产生的磁场和磁铁的磁场强度来改变小车的速度；
        1.探究小车质量对速度的影响，并记录数据；
        2.探究螺线环线圈密度对速度的影响，并记录数据；
        3.其他条件不变的情况下，探究不同电压对小车速度的影响，并记录数据。

四、实验分析

        1.当电池两端连接不同磁极时，小车未发生运动，请解释原因。

七、自测题

      说明：自测题需用微信打开链接进行自测。若加载有问题，可点击链接进行自测。