利用兩種實驗制作雙行儀器
實驗電流較大致使實驗不宜重復、缺乏探究性,較短的軌道、輕小的導體致使實驗展示度不足。對于導線在磁場中怎樣運動才能產(chǎn)生感應(yīng)電流(看電磁感應(yīng)實驗)。只用閉合電路的部分(一股)導體切割磁感線感應(yīng)電流十分微弱,致使精小的微電流表(A表)針也無明顯的偏轉(zhuǎn),更不用說較大的演示電表了,展示效果實不理想。該實驗的設(shè)計不便移動,要想讓每位學生清楚的看到和認可實驗現(xiàn)象,只好讓學生離開座位近前觀察,容易造成課堂秩序的混亂,而且磁場的非一體化也使磁場運動、磁極調(diào)換不便,很難完成磁場與導體間的相互運動。
教材中對電磁感應(yīng)實驗的設(shè)計基于以上的幾點思考,對這兩則實驗進行革新設(shè)計,自制了一體兩用的教學儀器。設(shè)計方案請看安培力電磁感應(yīng)兩用儀示意圖。兩則實驗的相關(guān)性較強,在儀器制作上可合二為一。磁場用較大的蹄形磁鐵建立,便于學生對現(xiàn)象的探究和對左、右手定則的驗證。
選材與制作:(長度單位:毫米)安培力、電磁感應(yīng)組合儀器1、方線圈。用鋁質(zhì)窄槽料制成長260、寬160、厚25的矩形框架,刷好絕緣漆,將0103漆包線纏饒4070匝,用耐磨、耐折的軟導線作輸頭線并接好線卡(輸頭線長后面說明)。2、電池盒。可容下4或6節(jié)1號電池為宜。所用材料有較寬深的鋁質(zhì)槽料、絕緣膠板、接線扭(安于盒兩端旋去旋扭)、電極片、塑片、旋轉(zhuǎn)軸體等。3、底座、支架。橫斷面長75、寬44空心鋁質(zhì)方筒料截取長度320,中間偏上部位掏一方孔使其恰好插入蹄形磁鐵一極,以便建立磁場,兩端處鉚接立桿支架;支架上方鉚接長320、寬120、厚3的絕緣膠板;膠板中央偏上處鉆孔插入電池盒的旋轉(zhuǎn)軸,電池盒水平時膠板上與電極相對處安裝彈性接觸片及接線扭;將方線圈的線卡接于扭上,方線圈輸頭線長度以方線圈下邊部分正處于磁場中央為宜。膠板的背面中央偏下部位設(shè)置可自由裝上取下的輕小微電流表。到此儀器組裝完畢,結(jié)構(gòu)如。
使用方法:方線圈、磁場與電源組合探究安培力。方線圈、磁場與微電流表組合探究電磁感應(yīng)1、轉(zhuǎn)動上方電池盒使方線圈內(nèi)有電流通過,可見方線圈偏移,分別調(diào)換電極和磁極觀察實驗現(xiàn)象,總結(jié)歸納:電流方向、磁場方向、方線圈偏移方向三者關(guān)系符合左手定則,從而驗證了磁場對通電導線有作用力(安培力)。這里電流、磁場是因,方線圈偏移動是果。人類發(fā)明了電動機。
將方線圈的接線卡與微電流表聯(lián)接好,使方線圈一部分切割磁感線時電路內(nèi)有感應(yīng)電流通過,微電流表針明顯偏轉(zhuǎn),調(diào)換磁極、改變切割方向觀察實驗現(xiàn)象,總結(jié)歸納:切割磁感線方向、磁場方向、感應(yīng)電流方向三者關(guān)系符合右手定則,從而驗證了電磁感應(yīng)。在這里切割磁感線、磁場是因,感應(yīng)電流是果。人類發(fā)明了發(fā)電機。
這項實驗還可將該套儀器中的方線圈、蹄形磁鐵和微電流表取下,組合成簡易的電磁感應(yīng)實驗裝置,這樣既有利于多方向的切割磁感線,也有利于教師到每位學生面前展示實驗。中國糧油儀器網(wǎng) http://51wenwangwen.com/
