对&ldquo;磁力小火车&rdquo;的原理探究及实验验证

陈芳婷; 乐永康; 俞熹

doi:10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.08.016

大学物理 >

2017 , Vol. 36 >Issue 8: 56 - 61

DOI: https://doi.org/10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.08.016

编者按

对“磁力小火车”的原理探究及实验验证

陈芳婷 ,
乐永康 ,
俞熹

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1.复旦大学核科学与技术系，上海200433; 2.复旦大学物理学系，上海200433

陈芳婷( 1996—) ，女，浙江温州人，复旦大学核科学与技术系2015 级本科生.

收稿日期: 2016-10-13

修回日期: 2016-12-30

网络出版日期: 2017-08-20

基金资助

国家自然科学基金委基础科学人才培养基金( J0730310) 资助

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An explanation of“magnetic train”

CHEN Fang-ting ,
LE Yong-kang ,
YU Xi

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1.Department of Nuclear Science and Technology，Fudan University，Shanghai 200433，China; 2. Department of Physics，Fudan University，Shanghai 200433，China

Received date: 2016-10-13

Revised date: 2016-12-30

Online published: 2017-08-20

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摘要

根据磁铁在不均匀磁场中受力公式和洛伦兹力公式推导出“磁力小火车”现象中，“小车”的平衡速度表达公式，并通过MATLAB 和COMSOL 等软件结合实验测量数据得出表达式中相关参数数值，利用MATLAB 做出小车平衡速度v 与电池电压U₀，v与线圈半径R，v 与线圈匝数密度n，v 与加入磁铁个数N 的理论图像，并通过实验探究v 与U₀，v与n，v 与N 的关系，得到的实验图像与理论图像趋势吻合程度较好.

关键词： 公式推导; 仿真模拟; MATLAB 作图; 实验探究

本文引用格式

陈芳婷 , 乐永康 , 俞熹 . 对“磁力小火车”的原理探究及实验验证[J]. 大学物理, 2017 , 36(8) : 56 -61 . DOI: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.2017.08.016

Abstract

Based on the "magnetic train" phenomenon in inhomogeneous magnetic field and the Lorenz formula 　　and the magnet force formula，we derive the balancing speed formula of car. The experimental result shows that the 　　numerical parameters in the expression by MATLAB and COMSOL software combined with MATLAB for plotting v 　　( balanced car speed) ，and U0 　　( battery voltage) ，v and the coil radius of R，v and n( the number of turns of the coil 　　density) ，V and N( the number of magnet is added) diagrams，and those relationship are agreement with the experimental 　　exploration.

Key words： formula derivation; simulation; MATLAB plot; experimental research

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