电磁学实验研究

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1、电磁学实验研究【实验目的】1•学习电磁部分一•些重要实验的演示方法，研究演示实验怎样与讲解配合。2.学习“变压器原理说叨器”的使用，并能根据教学需要，选择其中适当的部件与其他仪器配合，演示电磁学的实验。3.研究学生实验屮的关键及学生在实验屮易出现的问题。【实验器材】通电导体在磁场中受力演示器，方形线松，原副线圈，条形磁铁，蹄形磁铁，楞次定律演示器，变压器原理说明器，灵嫩电流计，学生电源，滑动变阻器，电键，导线若干。【实验内容】一、电磁部分几个重要实验1•演示左、右手定则（1）演示和说明“左手定则”现彖：从蹄形磁铁开口端看，当线框内的电流

2、为顺时针，蹄形磁铁的摆放为S极在上N极在下，线框套在磁铁S极上时，线框向磁铁里部运动，调换S极与N极位置，线框向磁铁外部运动；改变电流方向，S极在上时，线框向磁铁外部运动，调换S极与N极位置，线框向磁铁里部运动。解释：这一现象符合"左手定则”，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。（2）演示和说明“右手定则”现象：蹄形磁铁的摆放为S极在上N极在下，线框套在磁铁S极上时，线框向磁铁里部运动，产牛的电流方向为逆时针，改变线框的运动方向，产生的电流的方向变为顺时针;调换S

3、极与N极位置，线框向磁铁里部运动，产牛的电流的方向顺时针，改变线框的运动方向，产生的电流的方向变为逆时针。解释：这一现彖符合“右手定则”，右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并R都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场屮，若磁感线垂肓进入手心（当磁感线为肓线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，贝9四指所指方向为导线小感应电流（动生电动势）的方向。2.演示楞次定律（1）磁铁插入线圈：现彖：当N极插入时，线圈中感应产生的电流方向（俯视，下同）为逆时针；N极拔出时，线圈中感应产生的电流方向为顺时针。S极插入时，线圈中感应产生的电流方向

4、为顺时针；S极拔出时，线圈屮感应产生的电流方向为逆时针。解释：当N极插入吋，线圈中出现感应电流，根据右手定则，可以将线圈看作与原磁铁方向相反的条形磁铁，作用表现为阻碍磁通量的增加；N极拔出时，线圈看作与原磁铁方向相同的条形磁铁，作川表现为阻碍磁通量的减少。S极插入时，线圈看作与原磁铁方向相反的条形磁铁，作用表现为阻碍磁通最的增加；S极拔出时，线圈看作与原磁铁方向相同的条形磁铁，作用表现为阻碍磁通量的减少。这一现象即为楞次定律所说，感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（2）原副线圈演示楞次定律现彖：

5、当原线圈中电流方向（俯视，下同）为顺时针时°,插入铁芯，副线圈中产生方向为逆时针的感应电流，拔出铁芯，副线圈中产生方向为顺时针的感应电流；当原线圈中电流方向为逆吋针吋，插入铁芯，副线圈中产生方向为顺吋针的感应电流，拔出铁芯，副线圈中产生方向为逆时针的感应电流。解释：原理与（1）相同，都体现了楞次定律。当原线圈中电流方向为顺时针时，插入铁芯，相当于将条形磁铁N极插入，拔出铁芯，相当于将条形磁铁N极拔出；当原线圈中电流方向为逆时针时，插入铁芯，相当于将条形磁铁S极插入，拔出铁芯，相当于将条形磁铁S极拔出。（3）铝环演示楞次定律现彖：将条形磁

6、铁插入闭合铝坏时，铝环后退，拔出时，铝环前进；将磁铁插入拔出不闭合铝环时，铝环不动。解释：这一现象说明环内感生电流研产生的磁场，总是反抗两者的相对运动。对不闭合的铝环，不产生感住电流，铝环也不动。二、变压器原理说明器的使用1•演示电压与线圈匝数的关系现彖：实验测得变压器的初级、次级的电压与匝数关系如下表，表中5为初级，6为次级，括号中为匝数。表一：变压器的初级、次级的电压与匝数关系Ui(400)/V1510Ui(400)/V159U2(800)/V2820U2(200)/V75解释：山上表可以看出，初级与次级基木符合公式贽=行，由于在测

7、量过程中，读数存在谋差，且导线存在电阻，使得测量结果不够精确。2•演示电流与线圈匝数的关系现彖：实验测得变压器的初级、次级的电流与匝数关系如下表，表中I］为初级，12为次级，括号中为匝数。表二：变压器的初级、次级的电流与匝数关系Ii(200)/A0.280.38I.(200)/A0.450.36I2(100)/A0.60.8I2(400)/A0.220.16解释：由上表可以看出，初级与次级基本符合公式吕=巴，由于在测量过程小，读数存在误差，且导线存在电阻，使得测量结果不够精确。3•演示通电自感现象：闭合开关后，与电感线圈串联的小灯泡后亮

8、。解释：闭合开关，电路接通，电路屮的电流增加，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电动势。感应电动势阻碍线圈电流增人，使与其申联的灯泡的电流增加速度变慢。因此，可以看到这个小灯泡发亮时间推后。2.演示断电自感现象