从指南针指引航向，到电动机驱动工业，再到磁悬浮列车突破速度极限，“磁”的力量始终在推动人类文明的进程。

高温超导磁悬浮技术，是如何从实验室走向未来交通，填补高铁与航空之间的速度空白的？

快跟我们一起探索电磁与超导的奥秘，揭秘磁悬浮背后的科学原理，亲手完成液氮超导悬浮实验！

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01

课程背景

以 “依托顶尖科研资源，赋能青少年科学素养提升” 为核心，聚焦超导前沿科技领域。通过超导材料与应用研究成果转化为科普内容，让青少年近距离接触尖端科技，激发科学探索热情，培养理论联系实际的思维与实践能力，助力构建 “科研引领、实践赋能、全民参与” 的科技教育生态。

02

课程内容

本课程以“磁→电生磁→磁悬浮”为核心脉络，层层解锁未来交通的技术密码：从磁场本质的基础认知切入，深耕 “电生磁” 的经典电磁学逻辑，再到液氮低温环境下的超导悬浮实验实操，让学员在沉浸式探究中串联物理原理与材料科学突破，触摸超高速交通的核心驱动力，培养跨学科思维与前沿科技洞察力。

1、理论认知模块：涵盖超导材料基本概念、发展历程、核心特性（完全导电性、完全抗磁性、磁通量子化）及分类（低温、中温、高温超导材料），解析液氮温区（77K）高温超导材料的实用价值。

2、实验实践模块：设置超导材料制备、设备操作、性能测试等实操课程，让学生在指导下参与从材料制备到效果验证的完整流程。

03

课程安排

9:00-9:20

高温超导磁悬浮概述

高温超导磁悬浮（HTS Maglev）依托 YBCO 等材料，在液氮（-196℃）环境下借磁通钉扎与迈斯纳效应实现自稳定悬浮，核心由车载杜瓦、永磁轨道与直线电机构成，无需主动控制。其能耗仅为传统高铁 60%，磁阻力近乎为零，液氮成本仅为液氦 1/100，运行噪音 65 分贝且无电磁污染，最高时速达 620km/h，填补高铁与航空速度空白，是未来高速交通的核心潜力技术。

9:20-9:35

理论(一）

实验目的:磁的核心特性 —— 探究并掌握 “同极相斥、异极相吸” 的基本规律，深刻理解这一磁现象的核心原理，正是磁悬浮技术得以实现的基础作用力。

9:35-9:55

实验(一)

磁斥力驱动小火车制作

9:55-10:10

理论(二）

实验目的:以通俗化方式解析 “电生磁” 核心原理 —— 电流通过导体时可激发产生磁场，清晰阐释 “电与磁” 的内在关联，让学生直观理解磁场的人工激发路径，为后续磁悬浮小火车实验的实操探究筑牢关键原理根基。

10:10-10:30

实验(二)

线圈电生磁实验

10:30-10:45

理论(三）

实验目的:了解电与磁的关联：简化讲解 “电流可以产生磁场”（电生磁），说明磁场可通过电来激发。

10:45-11:05

实验(三）

电池磁力小火车

11:05-11:15

理论(四）

实验目的:结合前两点，说明 “利用磁铁排斥力 + 电产生的磁场，让物体克服重力，实现无接触悬浮”，并简要提及 “特殊材料（超导）+ 超低温（液氮）能让悬浮更稳定”，为实验四做铺垫。

11:15-11:45

实验(四）

高温超导磁悬浮实验

11：45-12：00

总结答疑

1. 逻辑梳理：磁现象→电生磁→超导磁悬浮→工程化应用的完整技术链；

2. 重点回顾：核心原理、实验关键现象与结论；

3. 互动答疑：解答学员实验与理论中的疑问。

04

常见问题解答

Q

活动里有 “高温” 和超导材料，孩子参与能保证安全吗？

完全可以放心！ 超导磁悬浮的 “高温” 是物理专业概念，可不是咱们日常理解的 “发烫” 哦，实际是用 - 196℃的液氮让材料进入超导状态，全程都由咱们专业老师把控呢！

A

Q

磁悬浮产生的磁场，会不会对孩子的身体有影响呀？

很多家长都会担心这一点呢～ 其实完全不用怕！咱们活动用的是低强度永磁体，磁场强度比医院的核磁共振低太多啦，而且只有装置内部才有微弱磁场，离 10cm 远就几乎检测不到了～ 更重要的是，这个磁场没有辐射、也不会残留，对孩子的身体发育、器官健康都没有任何不良影响，是专门为青少年设计的安全实验强度，让孩子们可以安心感受磁场的神奇～

A

Q

孩子能亲手操作磁悬浮装置吗？

必须能呀！亲手操作可是活动的核心乐趣所在～ 在老师的手把手指导下，孩子们可以把冷却好的超导块轻轻放在磁轨上，看着它瞬间悬浮、顺畅滑行，还能试着调整磁轨角度，探索不同情况下的运动规律，那种亲手实现磁悬浮的快乐真的超有感染力～

A

Q

操作会不会太难，孩子没耐心呀？

老师会先示范再放手，全程陪着孩子，就算是动手能力稍弱的宝贝，也能慢慢找到感觉，收获满满的成就感呢！

A

Q

孩子需要提前准备什么物品？

无需提前准备专业工具，活动方提供实验材料等；建议孩子穿舒适衣物和便于活动的鞋子，携带饮用水。

A

Q

还需要带其他的东西吗？

最好带上纸和笔及时记录课堂上的核心内容，方便课后回顾与巩固。

A

05

活动报名

【活动时间】

3月14日、29日

4月11日

半天（3小时）

【活动地点】

中关村院所

【活动对象】

三年级及以上单飞

【活动费用】

498元/人

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投稿有奖

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