简便实用的霍尔效应演示装置.pdf

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1、Vol_32NO．472物理教学探讨第32卷总第472期oumalofPhysicsTeaching2014年第10期(上半月)物理实验t简便实用的霍尔效应演示装置陈江萍江苏省丹阳高级中学．江苏镇江212300摘要：本文介绍了一款简便实用的霍尔效应演示装置，仪器操作简单，所需材料常见且成本低，演示效果明显，便于学生理解霍尔电压与磁场的关系。关键词：霍尔效应；变压器；整流滤波中图分类号：G633．7文献标识码：A文章编号：1003—6148(2014)10(S)一0054-2人教版高中物理选修3—2第六章《传感器》第出电压)，初级不动，将次级一圈一圈退下，

2、并记一节讲述了霍尔效应的产生原理，并推导出霍尔电下线圈匝数。通过线圈匝数和先前测得的输出电压与磁场成正比的关系，但霍尔效应的演示装置比压，计算出每伏匝数，然后根据每伏匝数，绕一组较缺乏，学生没有直观体验。特此制作了一款简便交流2．2V，中心抽头后，再绕一组交流2．3V。交流实用的霍尔效应演示装置．供同行参考使用。2．2V通过二极管半波整流，电容滤波成为约正1所需材料2．5V直流电压，交流2．3V通过二极管半波整流，电线性霍尔元件、两只N4004二极管、两只容滤波成为约负2．6V直流电压。按照图l的电路3300uF电容器(耐压值6．3V)、自制变压器一只、

3、连接好线路，将整个装置安装在一个铝壳(见图2)导线等。中就可使用了．图3是实物的内部。2制作及说明根据霍尔效应的原理，找到一种线性霍尔，当在其正负极加上5V电压时。输出为2．5V。如果磁铁的一个磁极慢慢靠近时，输出在2．5V的基础上慢慢降低，那么另一个磁极慢慢靠近时，输出就会在2．5V的基础上慢慢升高，其实这种线性霍尔就是用放大电路将霍尔效应放大的器件图1电路图(互联网上有其内部的线路图)。如果直接用线性霍尔演示。就存在一个2．5V的基础电压问题，会让学生难以理解。如何较好地解决这个基础电压的问题?线性霍尔正负极加上5V电压时，输出为2．5V，刚好是5V

4、电压的一半，根据这一特点，我们只要制作一个正负2．5V的直流电源，线性图2铝壳示意图霍尔的正极接正2．5V，负极接负2．5V，那么它的输出电平就会与直流电源的中心点在同一电平上如果将演示用电压表接于线性霍尔的输出端和直流电源的中心点上．电压表的读数应为零。但实际情况是电压表还有0．1V左右的电压指示，这是由于器件的离散性所致。解决的办法是：将直流电源的负2．5V改为负2．6V。具体的制作方法如下：找一只10W以下的交流电源变压器．小心图3装置内部拆下铁芯(拆铁芯之前先测一下电源变压器的输第32卷总第472期物理教学探讨Vo1．32NO．4722014年第

5、10期(上半月)JoumalofPhysicsTeac(S)10．2014．55．线圈自感系数决定式的简易推导司德平郑州外国语学校，河南郑州450001摘要：简易推导了线圈自感系数的决定式，从而定量说明了线圈自感系数的决定因素。关键词：线圈自感系数；决定式；决定因素中图分类号：G633．7文献标识码：A文章编号：10O3—6148(2O14)10(s)一0055—1现行高中物理课标教材选修3—2(人民教育AB=IXnAi④出版社，2010年4月第3版)第24页指出，线圈由③、④式可得的自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否E-=IXnNS等⑤有铁芯等

6、因素有关。这只是定性描述，本文通过由②、⑤式可得简易推导，由线圈自感系数的决定式来定量说明E：一Z⑥无限长密绕载流螺线管内部磁场的磁感应⑥式中，把电流变化率的系数定义为线圈的强度为自感系数．即B-=ixni①￡：笆⑦①式中，i为通过螺线管的电流，为螺线管内部介质的磁导率．n为螺线管单位长度的匝由⑦可知，线圈的自感系数与线圈的长度、数，且匝数、横截面积和线圈中介质的磁导率有关。即N由线圈本身的性质决定，与线圈中电流的大小、丁②方向、有无均无关。当线圈中插入铁芯时．介质的其中，Ⅳ为螺线管的匝数，Z为螺线管的长磁导率将随之改变。度。通过对线圈自感系数决定式的定

7、量推导，不当电流通过横截面积为Js的密绕线圈时．由仅加深了对自感电动势和自感系数的理解．而且法拉第电磁感应定律可知．线圈产生的自感电动还为选修3—4继续学习LC振荡电路的周期(频势为率)奠定了基础，同时，培养了学生从定性、半定=ⅣAe_=NSAB一③量与定量分析的角度，解决物理问题的能力。(栏目编辑王柏庐)由①式可知3使用方法对霍尔电压的理解：当磁场增强时．霍尔电压增本装置的使用非常简单，只要在接线柱1、2大；当磁场反向时，电势差的正负极性也反向。上连接演示用电压表(量程选2．5V)，插上电源，参考文献：然后用永久磁铁的一个磁极慢慢靠近线性霍尔，[1】朱

8、美健．物理教师如何突破专业发展瓶颈叫．物理教学探讨，2014，(4)：1．电压表