科學遊戲-- 磁鐵動力車 文與圖/許良榮 |2014.03.19 語音朗讀 4213觀看次 字級 大 中 小 圖一 圖/許良榮圖二 圖/許良榮原理圖 圖/許良榮 這次要教大家製作的科學玩具,是一種用磁鐵當車輪的動力車,本遊戲是一種「線性單極馬達 ( linear homopolar motor ) 」,亦即將「轉動」運動變換為「直線」運動。 所需器材:粗鐵絲、強力磁鐵、鋁箔紙、乾電池、連接線。 過程現象: 一、首先製作「車輪」。取一粗鐵絲(可剪一小段晒衣架)長約三到六公分,並以鐵鎚敲打使鐵絲平整,避免彎曲。鐵絲的兩端要以剉刀磨平,不能歪斜。 二、將二個圓形強力磁鐵吸引在鐵絲二端(不必使用黏膠),成為車輪(如圖一)。建議使用直徑約一公分、厚度約零點五公分的強力磁鐵。注意:二個強力磁鐵的方向為同極相對,亦即靠近時會互相排斥。 三、接著製作「軌道」(如圖二)。取一表面平滑的板子(壓克力板或美耐板),將二片鋁箔紙(長度不限,寬度不超過板子即可)以膠水黏貼在板子上,並間隔約二到三公分寬,黏貼時務必壓平,避免有任何凹凸不平。注意:二片鋁箔紙的一端都要超出板子至少二公分,以便接上電池。 四、完成後,將圖一的「車輪」放在軌道上,二個車輪(強力磁鐵)分別接觸一個鋁箔紙軌道。然後接上電池,車輪就會快速的起跑啦!如果車輪往回跑,只要將電池的正負極對調即可(將車輪二個強力磁鐵反過來也可以,但是比較麻煩)。 原理: 磁鐵動力車的原理與「單極馬達」類似,車輪的運動方向與電流、磁鐵的方向都有關。以原理圖的擺放位置為例,根據右手開掌定則(*註),右手的拇指為電流方向(黑色箭頭),此方向為電池的電流流經鋁箔紙的方向;其他四指為強力磁鐵的磁場方向(綠色箭頭),因此,代表運動方向的掌心方向(紅色箭頭)朝上,所以車輪會(強力磁鐵)朝上滾動,而往前運動了。 延伸討論: 一、為什麼車輪上的強力磁鐵不能異極相向,必須同極相向? 二、磁鐵的大小和電池的多寡,對於車輪的運動速度有什麼影響? 三、軌道一定要平的嗎?可以設計環形或圓形軌道嗎?軌道的材質是否只限於鋁箔紙呢? *註:右手開掌定則,可求出電流與磁場生成出力的方向。將右手手掌打開,大拇指指向為電流方向,其餘四指為磁場方向,而手心所向,即為受力運動方向。 前一篇文章 小書法家 下一篇文章 我最喜歡的季節 熱門新聞 01水晶物理性 與化學性質2026.03.1702北美最乾燥加州死谷 罕見繁花錦簇2026.03.1803大馬急轉彎 撤回美對等貿易協議無效說 2026.03.1804美海軍引進機器人 爬牆維修艦艇2026.03.1905店貓上班摸魚睡翻 萌樣逗樂網友2026.03.1806【歷史點滴】走過百年 高雄橋頭糖廠2026.03.1807澎湖食農教育 向下扎根2026.03.1908【分享時刻】某些愛2026.03.1809【大江南北】哈爾濱呼蘭天主教堂2026.03.1810川普估習川會 5或6周內舉行2026.03.19 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 【快樂塗鴉簿】冠軍之路【薇樂日記】搬家機器【快樂塗鴉簿】青花瓷展【原民說故事】渡海而來的海祖(下)【快樂塗鴉簿】桌上的靜物【童詩.童思】找到了 作者其他文章科學遊戲 魔鏡啊魔鏡!科學遊戲 聲音幾何圖科學遊戲 低溫沸騰科學遊戲 紙片 跳扭扭科學遊戲 衛生紙中的祕密