【2017年整理】趣味物理实验.docx

会跳舞的纸人【仪器】静电高压电源；立式平板电容；纸人操作与原理】如下图所示将立式平板电容器的上下极板分别与静电高压电源两极相连打开开关，拔动旋钮 5 至 50（5000 至 50000 伏） ，使电容器上下极板带电，这样在两极板间形成电场把剪好的纸人放入电场中，由于纸人在电场中被极化，每一个偶极子都在电场方向排列，所以纸人在空中总保持伸直状态当纸人碰到某一极板时，由于接触端与极板带了同种电荷而被排斥，使纸人又向另一极板跳去这样纸人便在两极板间不停的跳起舞来静电除尘实验用具：感应起电机；烟囱模型；火柴；发烟材料实验方法 : 将烟囱内作为两极的铜线分别与起电机两极连接将发烟材料点燃，放入烟囱底部，可以看到浓烟从烟囱里冉冉升起，自顶端逸出摇动起电机，烟囱顶端立即停止冒烟，且烟囱内部也由烟雾弥漫而变得清澈干净这是因为烟囱内部形成的电场靠近轴处较强，空气分子在强电场中电离，形成正负离子，这些离子与烟粒相遇，使烟粒分别带上正负电荷，它们在电场作用下，沉积在玻璃壁和中心铜线涡流的热效应【仪器】：万用变压器；环行铝锅；220V 交流电源；水少许（或松香，焊锡） 【原理和操作】：（如图） 将万用变压器 220V 线圈放在一侧，环行铝锅放在另一侧，并拧紧螺丝。

将线圈通过 220V 交流电，闭合铁心就处于交变磁场中，穿过环行铝锅的磁通量也发生交替变化，于是沿环行铝锅产生感应电流（涡电流） ，由于铝锅的电阻很小，因此涡电流很大，所产生的焦耳热，足以在几分钟内使铝锅内的水沸腾，或松香冒烟，焊锡熔化转动浮球【实验仪器】：铁芯，线圈，玻璃杯，金属球，铝片，220V 交流电源 【实验原理】： 如图，铁芯线圈上方放一玻璃杯，内盛半杯水，水中放一中空的金属球，在玻杯下方偏放一铝片，当线圈通以 220V 交流电时，金属球会不停地旋转，旋转方向如图提示]： 1. 放铝片就旋转，不放铝片小球就不旋转，铝片不对称放置小球就旋转，铝片对称放置小球就不旋转在交变磁场作用下，铝片中会产生什么物理现象？利用电磁感应、楞次定律、涡流等物理概念，分析它对小球左半空间的磁场有何影响？（与右半边磁场比较） 2. 如图 2，磁力线穿过右半球的上、下表面时，在球的上、下表面上感生电流的方向及其所受磁力有何不同？所受磁力矩有何不同？应主要考虑哪部分磁矩？ 3. 如图 3，由于铁芯的存在，使 B 值按磁滞回线变化，而磁滞使│B│的上升段与下降段不对称 │B│↓段约占 3/4， │B│↑段约占 1/4。

这种不对称性对分析感应电流所受磁力矩的影响如何？应主要考虑│B│上升段或下降段的作用？ 4. 根据以上分析，确定使小球旋转的力矩方向？热磁轮热磁轮【实验仪器】：热磁轮演示仪 【实验原理】：热能转化为机械能的具体方式有多种，本实验便是一种利用低居里点的金属材料做成的圆环，在其边沿附近放一永磁体，在整个圆环处于 同一温度时，永磁体对环的静磁力是关于磁场中心和圆环中心的连线而对称的，因此圆环在磁场中受力而不受力矩的作用若在永磁体旁边放一酒精灯，烧灼圆环的某处，酒精灯焰烧灼处的温度若高于圆环材料的居里点，则该处将发生相变而由铁磁质变成为一般的顺磁质，永磁体对该点的吸引力将大大减弱，此时圆环受的永磁体的吸引力产生了关于圆环中心的力矩，此力矩使圆环转动起来低居里点的金属圆环的各部分不断地进入高温热源区，不断地被加热、相变、产生力矩，圆环便持续地转动起来 【实验步骤】： 1. 点燃酒精灯，放在转轮下面偏离磁极一侧，使靠近磁铁的镍丝部分在磁场中的一侧被加热当达到居里点时，被加热的镍丝失去铁磁性，转轮在磁场中受力失去了平衡，因而受到一力矩作用，转轮将向一个方向转动演示时应注意避免风吹 2. 将酒精灯移去，转轮将慢慢地停止转动，待完全停止转动后，将酒精灯放回，但加热部位靠近另一侧，转轮将向另一个方向转动。

3. 换一个铁丝转轮做实验（铁的居里点较高），加热部分应更靠近磁极处由于居里点较高，转轮转速很慢，通过对比有助于加深居里点的认识。