N179.高端玩具磁悬浮电机原理揭秘 ||趣味科学实验
一 【实验现象】
【实验1】
【 实验2】
【实验3】
二 【实验原理】
本文所介绍的实验是【实验1】对应的实验装置。本文介绍分析了磁悬浮多晶硅太阳能电池电动机的原理原理和具体的制作过程，介绍了磁悬浮电动机在高中物理教学中的应用价值。
关键字：磁悬浮 电动机 太阳能电池 安培力
1. 磁悬浮原理
如图1 所示，固定两个承托磁铁，取合适位置固定。对两个承托磁铁所产生的磁感应强度分析一下，可以得出被托起磁铁在竖直方向实际上处在一个类似碗状磁场中。被托起的磁铁平衡时就会滑到磁碗的中心，也就是两个承托磁铁的中间，被托磁铁受到一个竖直向上的磁场力。如图2（a）所示，如果仅仅是托起上方被托磁铁是不可能稳定悬浮的，哪怕一丝丝扰动，就会在水方向向失去平衡。将被托起的磁铁从两个承托磁铁的中心位置稍稍往左侧移动一点，如图2（b）所示对整体受力分析可知，磁铁就会受到左侧侧壁的另外一个力水平向右的弹力。此时重力与磁场力的合力不在竖直面内，靠向左侧的侧壁。这个力指向移动的方向，于是转轴的尖端就会靠在支撑的地方。外界的扰动就可以依靠支撑点那一点的摩擦力来抵消了，如果调整得恰到好处，摩擦将很小很小。整套悬浮装置需要两组磁铁，一组是两个承托磁铁（共8个外径2.2cm,内径1.6cm厚度0.5cm），另一组是被托起的磁铁（共四个外径1.0cm内径0.5cm厚度0.5cm）如图1所示磁铁材料都是稀土钕铁硼强磁铁。
备注：本文发表在中等教育类核心期刊《物理教学》2015年11期
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