电与磁科学观察日记
我过十岁生日时,妈妈送给我一套迪宝乐电子积木。它采用正规ABS塑料制成,全铜纽扣连接,电路图全是彩立体显示,有太空大战、无线电收音机、门铃、电扇、闪光灯等1300多种玩法,而且拼装快捷。我爱不释手,一有空就在上面拼拼拆拆,从中获得了无穷的乐趣。通过亲身实践和仔细观察,我明白了许多电学知识,其中,电磁现象最令我感兴趣。
一、吸铁石与磁控
有一次,我用电子积木拼了一台电扇。后来,我把电键换成了干簧管,拿起磁铁靠近干簧管。当磁铁接近干簧管时,电扇便开始转动;再离远一点,电扇停了;再靠近,电扇又转起来。哈哈!电扇成了磁控电扇。我觉得很有趣又迷惑不解,立即将指导手册翻到“原理解释”这一页。原来,干簧管在磁铁的引力下,可以当开关用。干簧管是一个密封的玻璃管,内有两块互不相连的铁片。当磁铁靠近干簧管时,铁片被磁化,两块铁片就吸合在一起,电路接通,让电流通过,所以干簧管可作为磁性开关使用。
二、电动机与磁力
飞碟游戏也挺有趣。飞碟底端安装着一个小电动机,接通电源,电动机立刻转动起来,带动飞碟旋转。电动玩具汽车里也安装了电动机。电动机为什么能够转动呢?原来电动机里有磁铁和线圈,转动电动机的小轴时,磁铁和线圈发生相对运动,线圈里的磁场会发生变化,产生磁力;同时在线圈内产生微小的电流,利用这个微小的电流能够带动小轴连续不断地转动,不停地产生磁力,电动机就不停地工作。
三、磁场与喇叭
自从有了电子积木,我们家就热闹极了。时而上演太空大战,时而警铃大作,一会儿消防车来了,一会儿炮声降隆。原来设计师把事先录制好的太空大战声、警车声、消防车声、机关声、坦克声、音乐等几种声音储存到集成电路内,并封装好,只需要外接电池、导线、喇叭和开关就能将声音播放出来。生产电子积木的叔叔阿姨们真是聪明!
那么,喇叭是怎么回事呢?我逐一将喇叭换成了发动机、电容器、导线等,都没播放出任何声音来。为什么播放声音就必须使用喇叭?妈妈告诉我,没有它,就不能将电信号转换成声音信号。喇叭又叫扬声器,是一种典型的将电信号转换为声音信号的换能元件。当有电流通过喇叭内部的小线圈时,小线圈产生随音频电流而变化的磁场。这一变化磁场与永久磁铁的
磁场产生相吸和相斥作用,导致小线圈产生机械振动并且带动纸盆振动,从而发出声音。
四、生活中离不开“磁”
说到电,我们都很熟悉,因为生活离不开电。但说到磁,我们就要陌生一些。其实,在我们家里,录音磁带、磁盘、收音机、电视机、电话和电冰箱里都有磁性材料。还有,电磁悬浮列车也是利用磁铁“同性相斥,异性相吸”的原理使车辆浮在轨道上方,减少摩擦力来提高速度的。医院里的磁疗仪和磁共振断层扫描仪用上了磁性材料。工业更是离不开磁性材料,如发动机、发电机、变压器、电表等。军事上,磁性、地雷、电磁炮也都含有磁性材料。
刚才说的,都是含磁性材料的物品。那看不见、摸不着的电磁波,更是时时围绕在我们身边,如无线电报、电视广播、有线电视、雷达、移动通信、卫星通信、遥感、遥控等。有一次,我按照图示拼装了一台收音机,展开天线,打开开关,收音机立刻播放出了悠扬的音乐节目,收音机收到的声音是由电台通过电磁波送来的。除了这些信息领域应用外,在能源、材料、医学、交通、制造、环保以及基础科学研究等方面,电磁波也有很多应用。
科学家们把研究电和磁的科学统称为电磁学。电磁现象使我知道了磁性材料和电磁波与我们
的生活息息相关,若是没有它们,我们就没有今天这应有尽有的幸福生活。电磁给我们带来了许多方便。
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