小学科学项目式学习学生研究报告电磁悬浮玩具研究报告.docx

1、小学科学项目式学习学生研究报告电磁悬浮玩具研究报告一、魔法初体验一一认识磁悬浮。在科学课上老师给我们让我认识了磁悬浮列车，还列举了生活中其他的悬浮现象（如悬浮盆栽、悬浮地球仪、悬浮手机等）。然后给我们每组同学两块环形磁铁和一根木棒，将两个环形磁铁串在木棒上，观察环形磁铁能否悬浮。我们非常兴奋，经过实验，利用磁铁同极相斥的道理让其中一块磁铁悬浮起来To这时老师又问了我们一个问题：磁铁能浮在空中，那么磁铁悬浮的高度能随意改变吗？如果换成电磁铁上面的磁铁片还会悬浮吗？我们能否设计一个属于自己的电磁悬浮玩具？我们听了后非常兴奋，期待自己能够制作出好玩的电磁悬浮玩具。二、学习充电认识电磁铁。要想制作电磁

2、悬浮玩具，首先得认识了解电磁铁。所以在老师的指导下我们学习了电磁铁的基本构造和性质。知道电磁铁是由铁芯和线圈构成的，通电后有磁性，断电话磁性消失，它是电能转换为磁能的装置。三、探索电磁铁的力量一一制作简易电磁铁。掌握了电磁铁的基本知识，我们开始准备材料制作电磁铁。1、准备材料：铁钉（10cm）、绝缘铜线（1米）、电池（2节1.5V）、回形针2、制作过程：我们共分三步进行了制作和测试。（1）将铜线紧密缠绕在铁钉上。（2）将电磁铁接入电路中，断开开关观察到电磁铁没有吸引回形针。（3）闭合开关，观察到电磁铁吸引回形针。3、探究问题：电磁铁能否改变磁极。我们利用小磁针进行了探究，发现改变线圈缠绕方向或

3、者改变线圈与干电池正负极的连接方向，电磁铁的磁极发生了改变。怎样让电磁铁的磁力变大。我们准备了更多的干电池和线圈进行了探究，发现通过增加线圈匝数、干电池的节数等可以增大电磁铁的磁力，吸引更多的回形针。四、挑战电磁悬浮一一悬浮小磁铁。那么怎样才能利用电磁铁设计出一个能够悬浮的电磁悬浮玩具呢？工欲善其事必先利其器，为了能够顺利的完成制作我们先进行了方案设计。这是我们的设计方案。魔法浮空术一一电磁悬浮玩具大挑战设计方案制作材料：绝缘铜线一卷、干电池四节、电池盒4个、导线若干根、开关1个、圆形小磁铁片3个（每个35g）、粗螺丝3个、方木块3块、圆形筷子3根。设计图：制作步骤：1 .用热熔胶枪把圆柱形筷

4、子粘在电磁铁上方，限制磁铁片左右晃动。2 .把1个圆形磁铁片套在电磁铁上方的筷子上,接通电磁铁观察磁铁片能否悬浮。3 .增加电磁铁电流大小（增加电池节数）再次挑战,观察磁铁片是否悬浮。4增加电磁铁线圈匝数到300圈来增加电磁铁磁力大小进行挑战,观察磁铁片是否悬浮。5.再次增加至四节电池,测讨式三个弦铁片（105g）,并记录悬浮高度。6.再制作400圈和500圈的电磁铁,记录小磁铁片悬浮的高度。数据记录：干电池节数（节）电磁铁线圈匝数（圈）小磁铁片悬浮高度（毫米）430044004500安全提示：1 .通电时间控制：电磁铁通电时间不要过长,避免线圈过热。2 .磁铁安全：磁轶易碎,需要轻拿轻放。3

5、 .操作安全：热熔胶枪使用时需要注意安全,避免烫伤。1、材料升级。刚才的材料是远远不够的，我们又找到了如下材料：绝缘铜线一卷、干电池4节、电池盒4个、导线若干根、开关1个、圆形小磁铁片3个（每个3.5g）、粗螺丝3个、方木块3块、圆形筷子3根。2、制作过程。我们经过反复的制作、测试、修改终于成功了，这是我们的制作过程。1 .用热熔胶枪把圆柱形筷子粘在电磁铁上方，限制磁铁片左右晃动。2 .把1个圆形磁铁片套在电磁铁上方的筷子上，闭合电路观察到磁铁片没有悬浮。3 .增加电池节数再次挑战，磁铁片还是没有悬浮。4 .增加电磁铁线圈匝数到300圈进行挑战，结果磁铁片悬浮起来了。5 .再次增加至四节电池，

6、让三个小磁铁片（10.5g）悬浮5秒以上，并记录悬浮高度。6 .制作400圈和500圈的电磁铁记录小磁铁片悬浮的高度。3、探究数据。这是我们制作的电磁悬浮玩具的悬浮高度数据。干电池节数(节)电磁铁线圈匝数(圈)小磁铁片悬浮高度(毫米)4300114400124500134、探究结论：通过我们的测试和观察发现：电磁铁的磁力越大，小磁铁片悬浮的高度越高。五、原理解释：小磁铁片为什么能悬浮在空中呢？电磁悬浮玩具是利用磁铁和电磁铁之间同极相斥实现悬浮。电磁铁通过电流产生磁力，当磁力足够强大时，便克服磁铁的重力，实现了悬浮效果。六、安全提示：制作与测试过程中，安全是非常重要的。我们主要注意了以下三个方面

7、1、通电时间控制：电磁铁通电时间不要过长，避免线圈过热。2、磁铁安全：磁铁易碎，需要轻拿轻放。3、操作安全：热熔胶枪使用时需要注意安全，避免烫伤。七、过程性问题与解决方法。1、过程性问题：小磁铁片放在电磁铁上方的筷子上，没有出现悬浮的现象。2、探究原因：我们感觉应该是电磁铁磁力太小，所以对装置做了多次改进。(1)更换比较粗的铁芯，结果不成功。(2)增加电池节数，依然不成功。(3)增加线圈匝数，还是不行。3、最终结果:经过反复改进后依然不成功，在我们快要放弃的时候，突然想到应该是电池耗电过多，电量低了，线圈匝数还是不够多，所以我们更换了四节新的电池，把线圈匝数缠绕到300圈，再次实验，终于小磁铁片悬浮起来了，并且总质量10.5g的3个小磁铁片悬浮时间达到5秒以上了，高度超过1厘米，我们的非常的兴奋。八、探究延伸：能否设计一个会跳舞的磁铁？小磁铁片要想能上下跳动，需要不断改变电磁铁的磁极方向，线圈缠绕方向不容易改变，所以我们通过改变电流方向来改变电磁铁的磁极方向，我们用教学电源来代替干电池，把交流电接入电磁铁，便出现了小磁铁跳舞的现象。