書桌上的磁懸浮列車

段玉佩

實驗材料

實驗材料

黏性磁條、90度角塑料槽（2根）、長方體木塊、硬紙板、雙面膠條、剪刀、鉛筆、塑料杯、硬幣、尺子、電子秤

實驗步驟

選取一塊高40毫米，寬40毫米，長120毫米的長方體木塊，用來做磁懸浮列車的車廂，之后用剪刀按照木塊的長度剪下磁條，將磁條背后的膠帶撕掉，粘貼在木塊其中的一面上，這樣，我們的磁懸浮列車車廂就大功告成。

接下來需要做的是列車軌道，為了能體現出精準的實驗效果，我們需要在硬紙板上畫出軌道的架設圖紙，首先在硬紙板最中間畫一條虛線作為“中央線”。相距中央線的左右兩側，分別相隔5毫米，畫兩條直線，再分別在相隔中央線20毫米的地方畫兩條直線。5毫米線為軌道線，20毫米為行駛軌道外槽線，便于固定列車沿直線行駛。

中央線

利用準備好的2根90度角塑料槽，把它粘貼在距離中線20毫米的左右兩端，作為列車的行駛軌道外槽，兩個塑料槽之間距離為40毫米，這樣才能保證列車在行駛的過程中不會出軌，或者因距離太小而阻礙前進。

剪取和硬紙板長度相等的磁條，撕掉膠帶，認真比對著相距5毫米的兩條線為外邊界，然后粘貼在硬紙板上，在粘貼前，要確保朝上一側的軌道磁條磁極與列車上磁條的方向相對，磁極相同。磁條之間保持1厘米最佳，這樣才可以依賴同性相斥的原理，讓列車在軌道上處于“懸浮”的狀態。

軌道制作完成后，將第一步做的列車車廂放置在軌道上，嘗試著先去推一下，確保軌道外槽既不會卡住車廂，又不會距離車廂太遠而沒有產生相互作用力。如果達到用手指輕推車廂，車廂就可以輕松前進，那么桌面磁懸浮列車就做好了。

想體驗加速版的磁懸浮列車嗎？試試在軌道的一邊放上兩本書吧！

實驗原理

磁懸浮列車可分為相斥型磁懸浮列車和相吸型磁懸浮列車，而今天的實驗就參照了相斥型磁懸浮列車。現實中的相斥型磁懸浮列車，與我們制作的桌面磁懸浮列車的原理是一樣的，都是依靠了磁場之間同性相斥、異性相吸的相互作用使得列車這樣的重物可以輕松地在軌道上移動。現實中的磁懸浮列車車廂及軌道上使用的磁鐵，叫作電磁鐵，可以通過改變電流來改變磁場的強弱，便于技術人員更好地調控列車與軌道之間的懸浮狀態及行駛速度。

實驗升級

你的磁懸浮列車究竟能坐多少“人”？

首先列一個表格，一列為質量數據，另一列為磁懸浮列車磁條與軌道磁條之間距離的數據。在電子秤上稱量塑料杯連同硬幣質量的數據，然后在塑料杯中放置硬幣來代表乘客的質量，再把塑料杯放置在磁懸浮列車上，調整車廂的平衡，用尺子量取磁懸浮列車的磁條與軌道磁條之間距離的數據。每次增加硬幣的時候，詳細記錄增加質量的數據和磁懸浮列車磁條與軌道磁條之間距離的數據，根據這些數據，你能推算出來磁懸浮列車的最大負載量是多少嗎？