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题名磁悬浮的实验探究和理论分析
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作者
李瑶
路俊哲
何国铭
窦凤怡
吴帅东
马晓栋
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机构
新疆师范大学物理与电子工程学院、新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室
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出处
《新疆师范大学学报(自然科学版)》
2023年第4期26-33,42,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(10864006
11264039)
+3 种基金
教育部2021年第二批产学合作协同育人项目(202102004052)
高等学校大学物理教指委西北地区工作委员会教学研究项目(XBJY202104)
新疆维吾尔自治区高校本科教育教学研究和改革项目(XJGXPTJG-202223)
新疆师范大学力学课程思政教学团队。
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文摘
文章研究2020年中国大学生物理学术竞赛的第九题,对磁力搅拌器黏性液体中的搅拌子在旋转磁铁磁场作用下的运动,进行实验探究和理论分析。根据搅拌子和旋转磁铁的相对运动情况,将整个实验过程分为同步、不完全同步和不同步转动的三个阶段,观测和记录了三个阶段的实验现象及其细节,其中第二阶段搅拌子在黏性液体中的悬浮现象作为重点探究内容。由于问题复杂,在理论分析中,首先根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的规律进行简单的讨论,然后根据搅拌子在磁场中的附加能量和磁力矩对实验现象进行详细的解释。为了更加清晰地理解搅拌子的悬浮现象,特别注重形象物理模型的构建和直观物理图像的呈现,将复杂问题简单化。研究内容及其方法在课堂教学实践和科普宣传教育中有一定的参考价值。
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关键词
磁力搅拌器
磁悬浮
旋转磁铁
附加能量
磁力矩
相对运动
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Keywords
Magnetic stirrer apparatus
Magnetic levitation
Rotating magnet
Additional energy
Magnetic torque
Relative motion
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分类号
O441.2
[理学—电磁学]
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