现象1:大多数α粒子能穿过金箔而不改变原来运动方向。
现象2:少部分α粒子改变原来的运动方向。
现象3:极少数α粒子被反弹了回来。
猜想与假设:α粒子遇到电子后,就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变,而结果却出乎意料,除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,否则大角度的散射是不可能的,解释与结论:
【提供器材】塑料水管、橡胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、若干个LED灯等(如图甲所示,LED 灯有单向导电性,当电流从“+”极流入时,LED 灯会发光;当电流从“-”极流入时,LED灯不发光,相当于断路)。
【方案设计】乙图为小科设计的节能夜跑灯结构图,当磁体在水管中来回移动时,塑料水管外与线圈相连的LED 灯发光。
【产品制作】小科用磁性相同的磁体,以正常跑步时甩臂的速度切割磁感线,得到感应电压大小和线圈匝数关系如丙所示。
【项目评价】
节能夜跑灯产品性能评价量表 (节选) | |||
评价指标 | 5分 | 3 分 | 1分 |
发光情况 | 两盏 LED灯交替发光 | 两盏LED灯发光 | 一盏LED灯发光 |
使用情况 | 日常跑步甩臂发光 | 快于日常跑步甩臂发光 | 手中摇动发光 |
猜想1:磁极呈横向分布(例如图甲,左侧为N极,右侧为S极)。
猜想2:磁极呈轴向分布(例如图乙:上面为N极,下面为S极)。
猜想3:磁极呈里外分布(例如图丙:外侧为N极:内侧为S极)。
为了验证猜想,他们进行了如下实验:
①将一根导体棒用两根电阻大小忽略不计的细金属线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;
②给导体两端施加电压U1 , 闭合电路,观察细金属线偏转的角度α1;
③给导体两端施加电压 U2 , 且 U2>U1 , 闭合电路,观察细金属线偏转的角度α2;
④比较α1与α2的大小,即可判断磁场对通电导体的作用力与导体中电流强度是否有关;