自感现象演示器的设计与改进

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自感现象演示实验的改进

自感现象演示实验的改进【摘要】“自感”一节的教学离不了实验演示。

通过实验演示，让学生观察通电自感现象和断电自感现象，了解导体本身的电流变化引起磁通量的变化，这是产生自感现象的原因；自感现象中产生的自感电动势总是阻碍电流的变化；通过实验条件的改变，进一步探究自感电动势的大小以及影响自感系数的因素。

【关键词】自感现象；演示实验；改进自感现象是电磁感应现象的特例。

法拉第电磁感应定律告诉我们：“穿过回路的磁通量发生变化时，回路中将产生感应电动势，感应电动势始终阻碍引起感应电动势的磁通量的变化。

”奥斯特实验证明任何电流周围都将产生磁场，这是电流的磁效应。

那么，某通电回路的电流发生变化时，电流周围的磁场也将发生变化，该变化的磁场本身是穿过了该通电回路的，该变化的的磁场会不会感应出新的感应电动势呢？答案是确定的。

这就是导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象。

我们称之为：“自感现象”。

自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用。

日光灯的工作原理离不开“自感”现象。

很多延时继电器也是利用了自感原理。

自感现象在电气领域也有其弊端，在自感系数很大的电路中，如果有很强的电流，且强电流变化很快时，特别是在切断电路的瞬间，由于发生了自感作用，电路中会产生很高的自感电动势，在闸刀和固定夹片之间因空气电离而形成电弧。

电弧会烧坏开关，甚至危及人员安全。

因此，切断这段电路时必须采用特制的安全开关。

可见，在物理教学中，对“自感”的学习将占据很重的份量。

与其他章节一样，“自感”一节的教学离不了实验演示。

考虑到安全，在实验室只能用小电流来演示“自感”现象，小电流的变化引起的自感现象不明显。

传统的演示“自感”的仪器存在很多弊端，实验现象不明显，物理老师们不肯使用。

自感现象的探究及演示实验改进

Ａｌ
际上灯泡的“ 突然一亮” 并不是自感的必然结果，它只是为了使我
的几点存在的问题，为了达到我们的教学目的，直观的反映演示实验结果，我们首先对自感现象进行分析总结。初学者引入自感概念的实验，则过于复杂。学生不易从所表现的实验现象中分辨和把握本质特性。同时，通、断实验装置分离，易
流延迟量较小，且在断电时刻，观察者无法准确确定，因此，电流
“ 延迟 ” 现象在实验中表现不明显。笔者认为该实验存在一定的不
足，它容易使学生误认为，只有小灯泡 “ 突然一亮 ” 才会产生自感
现象，或者认为发生自感时，小灯泡的电流就一定比稳态时大。实
电动势必然很大，远远超过电源的电动势； ③ 自感电动势的大小
能。在对自感现象演示实验探究与改进的基础上。对这些演示实验
与开关动作的速度有关，快速通断电时自感电动势很大。 “ 自感 ” 是教学难点，要做好“ 通电自感” 和“ 断电自感 ” 两个演
一
下的现象，这给学生的感觉刺激是很强烈的。然而，它对自感现
象来说，却属于非本质的现象。因为它要使灯泡闪亮，不仅要有线圈的存在，即要有暂态过程，而且必须满足Ｒ（线圈）＜Ｒ（灯泡）的条
件。因此，灯泡闪亮的现象虽然足以说明自感的存在，但没有此现象时，并不表明自感不存在。这说明实验所表现的现象与所要说明的物理内容之间的因果联系并不是必然的、唯一的，对灯泡闪亮的原因，不少学生很自然的理解为是通过线圈的电流也很大，

自感现象演示实验的改进研究

针对存在的不足提出了相应的改进措施，并对改进后的实验电路进行了较为详细的实验分析。
关键词：自感现象实验改进
自感现象是由于通过线圈自身的电流发生变化而在线圈中引起的电磁感应现象。自感理论是电磁学中的重要理论，自感现象在电工领域应用十分广泛。这部分内容比较抽象，单靠理论分析讲解，学生难以理解，不容易接受，是教学中的难点。为此，在教学过程中，教师需要通过做好演示实验来增加学生的直观认识，帮助学生更好地理解和掌握自感现象的本质，从而实现难点突破，有效地达到教学目的。在很多《物理》《电工基础（电类）》《电工学（机械类）》教材中，大多采用以下两个实验电路来演示自感现
二、改进措施与实验分析
１．改进的实验电路
通过改进采用如图２所示实验电路。
Ｌ
（ａ）
图ｌ
（ｂ）
冠
ＩＩ４，１￣－＿－．Ｉ
．
图ｌ（ａ）用于演示开关ＳＡ闭合时的自感现象。图中
ＨＬ１和ＨＬ２是两个规格完全相同的电灯泡，通过调节可变电阻Ｒ，可以使两个灯泡的亮度一样。在闭合开关ＳＡ的瞬间，能够观察到灯泡ＨＬ２立刻达到正常亮度，而灯泡ＨＬ１会延迟一会逐渐变亮，最后两个灯泡达到同样亮度。图１（ｂ）用于演示开关ＳＡ断开时的自感现象。先闭合开关ＳＡ，灯泡ＨＬ正常发光后，再突然断开开关ＳＡ，可以观察到灯泡ＨＬ会猛然闪亮一下，然后再逐渐熄灭。

《通断电自感现象演示的改进》

《通断电自感现象演示的改进》
现在教学用的通断电自感演示用的演示仪器分为两部分，就是在同一个演示板上，用同一个自感线圈分别连接两个电路以演示通电自感和断电自感，它们各自有规定的额定电压，让学生对比灯泡的明暗变化。

演示时尤其是断电自感现象更容易烧坏小灯泡，因此我对该演示实验进行改进。

一个线圈在电路中无论在通电时或者断电时都会有自感现象产生，我设计的电路利用同一电源将两个电路合二为一，这样利用一个电源一套装置都可以演示
通断电自感。

电路图如下：
1.
利用反向并联的发光二极管演示通电自感时电流流向，两个红色发光二极管不
同步亮，显示通电自感现象。

2. 利用反向并联的发光二极管演示断电自感，此时绿色发光二极管会
闪亮一下。

3. 实验中尽量加大自感系数使电流变化的过程拉长，不至于瞬息即过。

4. 因为发光二极管的通电电流很小，所以实验时用两节或三节干电池
做电源，这样就不必利用低压学生电源。

基于Dislab的自感现象演示实验的改进

基于Dislab的自感现象演示实验的改进作者：金文锐陈彩荣包国速来源：《中学物理·高中》2015年第02期高中物理教材中关于通电，断电自感现象的演示实验如图1、图2所示.演示通电自感现象时，将图1中的电键闭合，调节可变电阻R使灯泡A1和A2的亮度相同.断开电键，再闭合电键，灯泡A1马上变亮，灯泡A2慢慢变亮，说明线圈L对电流的增加有阻碍作用.演示断电自感时，将图2中的电键由闭合状态断开，灯泡A在熄灭前的一瞬间闪一下，说明有感应电流产生.该实验的不足之处是断电时自感线圈对电流变化的阻碍作用不能直接观察到，影响到教学效果.甚至有学生提出疑问，为什么不直接用图1的装置来做断电自感实验.1理论分析令灯泡的电阻为R′，自感线圈的电感为L，直流电阻为RL，滑动变阻器的电阻为R.用图2中的装置做断电自感实验时，根据基尔霍夫第二定律-LdIdt=I（RL+R′），在初始条件I0=ERL条件下解得方程的解为I=ERLe-RL+R′Lt，由解析式可以看出，开关断开瞬间电流由I0=ERL呈指数衰减.由于电流衰减太快，很难直接观察到灯泡逐渐熄灭的过程.如果用图1的装置来观察断电自感现象，同理可以写出初始条件I0=ERL+R′条件下，电流衰减的解析式为I=ERL+R′e-RL+R+2R′Lt，可以看出电流的衰减更快.灯泡的发光亮度跟灯丝的温度有关.即使满足初始条件RL2实验改进由理论分析可知，断电时不能直接观察到电流的衰减过程的原因是因为电流衰减太快.而Dis实验相对于传统实验最大的优势是数据的采集和处理非常方便.郎威Dislab提供的电流传感器最大采集频率可以达到1000 Hz，如果利用电流传感器对电流变化过程进行观察，那么实验中存在的问题就迎刃而解了.在教学过程中笔者利用郎威Dislab结合原有实验装置，对通，断电自感现象进行探究，取得了很好的教学效果.实验装置如图3、图4所示，在原来的两个支路中串联电路传感器（图中用电流表符号表示），I1，I2，分别表示每个支路的电流.运用Dis中的通用软件观察I1，I2的变化图象.3实验结果分析3.1图3装置中的通，断电自感现象通电时的电流变化如图5所示：I2马上达到最大值，I1增大到最大值的时间约为0.3s.所以自感线圈L阻碍了电流的增大.断电时的电流变化如图6所示：I1逐渐减小，延续时间约为0.2 s.I2瞬间减小为零，然后有反方向的感应电流通过.说明了电流减小时线圈L阻碍了电流I1的减小.3.2图4实验装置中的断电自感现象当开关S断开时是I1和I2变化的I-t图象如图7所示：I1逐渐减小，持续时间约为0.22 s；I2突然减小为零，然后有反方向的感应电流通过，并且断开后有很短一段时间I2的值比断开前要大.说明自感线圈L对电流I1的减小有阻碍作用.总结传统实验中没有观察到灯泡断电时逐渐变暗的过程是因为电流衰减太快.将DIS与传统实验整合，使师生从数据读取，记录，公式运算和图线描绘等繁琐的劳动中解放出来；对物理现象和物理规律进行深入的分析和讨论.电流传感器的最大采集频率可以达到1000 Hz，可以自感现象中电流的变化过程记录下来.所以我们对实验改进后很清楚的观察到了图1装置中的断电自感现象.整个实验演示下来，给学生的感觉更直观，易懂，有效提高了教学效率.。

自感现象演示实验的改进

自感现象演示实验的改进作者：谢高松来源：《中国教育技术装备》2007年第08期自感现象是由导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，它是学生不易接受，难以理解的内容，也是教学中的难点。

教师做好演示实验是至关重要的，有利于学生理解和掌握自感现象。

1教材中实验分析人教版全日制高级中学教科书《物理》（实验修订本·必修加选修）第二册第十六章“电磁感应”第五节“自感现象”一节，推荐了两个演示实验，图1为演示通电自感实验原理图，图2为演示断电自感实验原理图。

教材实验存在的不足: （1）通电自感实验和断电自感实验分别在两套实验装置上进行，学生易产生错觉，误认为通、断电自感是发生在不同的电路中，产生通电自感电路中无断电自感，产生断电自感电路中无通电自感，掩盖自感现象的本质，且操作不便；（2）在利用图2所示电路演示断电自感现象时，为了使现象明显，往往实验时要求I2>>I1，以达到断电时灯泡有明显的闪耀效果。

但在操作中，经常因为I2过大而将灯泡烧坏，造成实验器材损耗，不便于课堂上重复再现实验现象。

另外由于灯泡闪亮，只说明有电流流过，无法辨析电流方向的变化，不便于教学重点和难点的突破。

2实验装置的改进笔者针对教材中演示实验的不足，对实验装置进行了改进，实验电路原理图如图3所示，D1、D2为红色发光二极管，D3为绿色发光二极管。

改进说明：（1）用同一个电路来演示通电和断电自感现象，这样不会让学生产生错觉。

进行通电自感实验前，首先闭合开关稳定后，调节滑动变阻器使亮暗程度一样，然后再进行通电自感实验，观察D1、D2谁先亮。

（2）在进行断电自感实验时，断开开关，发现D2立即熄灭，而D3发红光。

通过二极管导通时发出不同色光，使效果更明显，可视性强，不需要保证I2>>I1，不会造成实验器材损耗，同时利用二极管具有单向导电性，可以反映电流方向，有利于教学难点的突破。

笔者在“自感”教学中采用了改进的实验装置，克服了教材实验的不足，取得了良好的教学效果。

自感现象演示实验教学的改进

Ｌ
的减少，只要线圈Ｌ的自感系数足够大，就产生较大的自
感电流，使小灯泡发出闪亮。该演示实验存在三个主要不足之处： ①不能显示感应电
流的方向，而不能说明断电时，线圈上产生了与原电流从在
方向相同的自感电动势。 ②原电流的热效应与自感电流的热效应混在一起，不能说明断电后小灯泡的闪亮是由自感电动
圈中产生的感应电动势与自感电流的方向和原电流的方向相同。所以在线圈与Ｒ－Ｒ、、组成的回路中，ＤＩ、２Ｄ－Ｄ２处于截止状态，电流通过，不发光，Ｄ却处于导通状态，无Ｒ－但２自感电流将通过Ｒ，尽管自感电流是瞬时即逝的，当它通２过Ｒ时将足以使其发出明显的亮光了。２
收稿日期：２０－０ —２０８１０作者简介：唐贤民（９５，湖南零陵人，讲师，主１５一）要研究方向为高校物理教学。
Ｉ９２
压器巾原线圈，可使Ｒ发出的光比Ｒ发出的光要强得多，则２又由于Ｒｔ２排在一起，可显示出两个电流的明娃对比，、并Ｒ故
增强了教学的效果。（下转２１页）１
维普资讯
验现象、掌握实验操作、提高实验能力会，大大延伸了学生的感觉器官和思维器官拓宽想象空问。教师的引导方法是学生掌握实验操作方法和技巧的关键，实验的主体是学生，客体是实验对象，通过正确的引导，使主体发挥其主观能动性，与客体发生有效的相互作用形成较好的实验能力。例如在普通车铣教学活动中，一方面把课题、操作动作分解，教师讲解、示范操作的关键点及注意点，另一方面在实验组中安

自感现象演示实验的改进

于电源电压。实验方法简单，比效果明显。对如图２所示，用两只发光二极管替代氖管。实验时，合上开关，红色二极管发光，段开开关时，绿色二极管发光，说
示装置进行了改进，效果比较好，供读者参考。
ｌ改进后的仪器装置
虹色＝穰管
表达式ＰＩｉ）水（，计算出牛奶的密度。＝（Ｉｎｐ／ｍ一ｍ）Ｔ一
４用量筒来测密度
４１原理：．物体漂浮时Ｆ浮＝Ｇ而Ｆ物，浮＝Ｐ排ｇＧ水Ｖ，物＝ｐ物ｇ物体浸没时Ｖ物Ｖ，物＝Ｖ排。基本测量过程是先让其漂浮得到质量，再让其浸没于水中得体积。
明段电瞬时有自感电动势产生，同时根据二极管的单向导电性可判断自感电动势的方向。
２Ｏ— Ｏ一ｌＯｌ８２
图１
图２
满牛奶，测出烧杯和牛奶的总质量Ｉ；Ｉ ③到掉烧杯中的牛ｌ２
步骤： ①在量筒中注入适量的水记下水的体积Ｖ；， ②将木块放人量筒内使之漂浮于水面，水面到达的位置Ｖ；读出２ ③同
理，在量筒内注入适量待测液体读出液体体积Ｖ，３再将木块放入其中使之漂浮，读出这时液面的位置ｖ；４④应用表达式Ｐ＝
ｐＶ一。／Ｖ一３计算待测液体密度。未（２Ｖ）（４Ｖ）
奶，再往烧杯中装满水，测出烧杯和水的总质量ｍ； ④应用
器材：两端开口的玻璃管、橡皮膜、大烧杯、、水待测液
体、细线
步骤：给一个两端开口的玻璃管一端蒙上橡皮膜并扎

自感现象演示仪的设计、制作与教学

自感现象演示仪的设计、制作与教学1 引言目前，物理电磁感应章节中自感现象内容的教学，大多采用“J2446自感现象演示器”进行实验演示.该演示器将“通电自感现象”和“断电自感现象”用两组独立的器材分左右安装在同一块演示板上使用.为了达到演示效果，自感线圈用漆包线绕在较大的硅钢片铁芯上制成，因而器材只能是专业厂家生产，且成本较高、体积又大.特别是通电自感装置，要求提供的电源电压较高，实验时一般用学生电源供电.上述原因使得其只适合课堂教学演示，而不太适合学生分组实验.事实上不管是通电还是断电，流过线圈中的电流均发生了变化，都会引起自感电动势的产生，都存在自感现象.但原演示器能看到通电自感现象的却不能看到断电自感现象；能看到断电自感现象的却不能看到通电自感现象，因而只能采用分开演示的办法，使学生在接受新知识的同时，仍有许多疑虑，不利于学生对所学知识点的理解和接受.再者，该演示器在演示通电和断电自感现象时，不能直观反映出自感电动势、自感电流的方向.针对现有演示器的不足，我们设计制作了简洁廉价的、又能用同一套器材演示出通电和断电自感现象，且能直观反映出自感电动势、自感电流方向的仪器—自感现象演示仪.它既能用于教学演示，又适合学生分组实验.使学生能够自主学习、合作探究，达到更好地理解和掌握所学知识点的目的.2 自感现象演示仪的实验原理和主要部件连线示意图2.1 实验原理图2.2 主要部件连线示意图主要部件名称、连线示意如图2所示.3 制作工具与材料尖嘴钳，电烙铁，绕线机，直径约2.2 cm、高约4 cm的PVC套管一段（护线管），干电池二节，工作电压2 V～3 V的小型高亮度LED二枚（红、绿各一枚），用于LED安装的6 cm ×6 cm泡沫面板一块，与泡沫板等大的印有LED符号和连线的彩印纸一张，铁氧体磁芯一幅（或用废旧彩电行输出中的磁芯），约10 m长、线径0.5 mm 漆包线一段，用于活动连接的铜质插针、插孔两幅（废旧电脑排线插接件中取用），0～0.6 A直流电流表一只，0～50 Ω滑动变阻器一只，电阻箱一只，开关一只，导线若干.4 制作过程4.1 实验线圈的制作把直径约2.2 cm、高约4 cm的PVC套管加工成线圈骨架，将线径0.5 mm漆包线用绕线机在线圈骨架上绕150圈左右，线圈两端分别焊接连接导线和铜质插孔.PVC管两端用细铁丝制作与LED泡沫面板连接的支架.4.2 LED面板的制作将绘制好LED符号及连线的彩印纸粘贴在泡沫面板上，在面板上对应位置安装LED并在其反面按要求进行连线、焊接，上、下节点用不同颜色的细导线焊接并将其穿孔引至面板的正面，引线的另一端与插针连接.将线圈铁丝支架插入LED泡沫面板中，主要部件的制作完成.实物照片图如图3所示.5 实验过程与分析当开关S闭合的瞬间，流过线圈的电流增大，LED1闪亮，这就是在线圈中产生的通电自感所显现的效果.之后，电流表示数恒定，LED 皆不亮.开关S断开的瞬间，流过线圈的电流减小，LED2闪亮，这就是在线圈中产生的断电自感所显现的效果.开关S通、断变化，LED1、LED2交替闪亮.为了论证开关S通、断变化时，LED1与LED2交替闪亮确为电流变化在线圈中引起的自感现象.可保持电路其他器件不变的前提下，将线圈从电路中拆下，用电阻箱替代线圈接入电路；调节电阻箱阻值，使电路中的电流值与线圈在路时的数值相同，并将LED与电阻箱并接；然后通、断开关S，观察LED亮度有无变化.可发现，不管开关怎样通、断变化，LED皆不亮.为了进一步论证自感现象规律符合电磁感应的一般规律，让学生感受：变化的电流产生变化的磁场，引起磁通量的变化，产生感应电动势.闭合开关S后，用手缓慢提磁芯上半部分，可将磁芯整体提离桌面.这是因为，线圈通电产生的磁场使其中的磁芯磁化，磁芯上下之间具有吸引力所致；当断开开关S时，电流减小导致磁场减弱，磁芯间的吸引力减小，下半部分与上半部分分离，跌落到桌面；开关通、断变化，引起电流变化，磁场必然变化，磁通量的变化产生感应电动势，导致LED1、LED2交替闪亮.在图2所示实验电路中，将线圈中的铁氧体磁芯移除后，通、断开关S，比较LED闪亮时的亮度，对比线圈中有磁芯时的情形，可发现LED的亮度明显减弱，由此说明，自感电动势的大小与线圈中有无磁（铁）芯有关.在图2所示实验电路中，将LED插针从插孔中拔出.然后将插针与一节干电池正负极连接，此时LED达不到正常工作电压，皆不亮.用两节干电池串联后与插针相连，LED中与电池正向连接的被点亮，变换电池极性，另一LED被点亮.图2中，恢复插针与插孔连接，开关S闭合后，与电池正向连接的LED1不亮，表明此时加在正向连接的LED1两端的电压达不到其工作电压.开关通、断变化时，LED1、LED2交替闪亮，表明此时线圈中通入变化的电流产生的自感电动势相当于一个极性变换的电池在交替给LED供电，才使LED交替闪亮.这些直观的现象，有利于学生运用所学电磁感应的有关规律（主要是楞次定律），分析出线圈中产生的感应电动势的方向的特点，从而使学生更好地理解自感电动势总是阻碍原电流的变化这一结论.该装置结构简单，整体电路所需电源电压为3～6 V，用干电池即可满足要求.自感现象直观、效果明显.生产过程中，与之相关材料技术性能的参数要求低，成本低廉，安全可靠，具有教学实用性.6 学生自主实验探究自感现象片断实录老师：请同学们按电路图连线，做到规范操作，电路电流控制在0.3 A左右.实验时，要根据观察到的现象开展对话交流与讨论，提出猜想，验证结论.学生：甲：电路连好了.乙：再检查一下看：电源出来，接开关，再连接线圈，接电流表，接滑动变阻器，回到负极，二极管与线圈并联.没问题.。

通、断电自感现象演示实验的改进

推测哪种金属先消耗完？分析原因。
分析：本题对钠与水反应的演示实验进行了拓展，及到浮力知识，涉且密度不同的物质受到的
生达到熟练掌握知识、培养创造性思维的目的。１钠的性质实验包括钠的取用、与非金属的反应（钠如钠与氧
水和苯的试管里。试推测能观察到的实验现象是
Ｌ，
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一
阻器（０；１Ｄ２Ｑ）Ｄ、２为高亮度发光二极管（用电可
●
Ｌ
一
ｒ
＼ｒ＼
，上／／
ｌ
图２
Ｉ
主
１
ＩＫＥ Fra bibliotek子线路实验箱中的发光二极管）Ｓ为单刀开关；；Ｅ
为６Ｖ稳压电源（可用Ｊ２２高中学生电源）１０。
象中通电和断电时的两种情况，且能看出感应并电流的方向。但是经过我对该仪器的仔细研究发现：圈Ｌ的自感系数较小，、电时产生的感线通断
应电动势与感生电流较小，厂家为了增强实验该
的重要环节。现行高中物理新教材第二册第十六
４演示步骤及现象分析
ｌ
该仪器实验效果很好，以用来演示自感现可
（）电自感现象演示１通
先闭合开关ｓ调节变阻器Ｒ１电阻，小，的使

高中物理教材中自感演示实验的改进

高中物理教材中自感演示实验的改进作者：李池刚来源：《教学与管理(中学版)》2011年第03期在物理教学过程中，演示实验是学生认识物理规律的感性基础，是学生加深对物理概念和物理规律或原理理解的重要环节。

而演示的现象的好坏将对学生造成直观上的正面或负面影响，进而会对学生学习物理概念或规律的理解造成正迁移或负迁移。

比如，自感现象是一种特殊的电磁感应现象，它在生产技术中应用较为广泛，但学生不易接受，难以理解。

现行高中物理新教材选修3—2第四章第6节中研究自感现象是通过如图1、图2所示的电路来演示的。

其中图1为演示通电自感现象原理图，图2为演示断电自感现象原理图。

教师做好这两个实验，有利于学生理解自感现象，是上好这节课的关键。

该实验的设计虽有利于演示的分步、分类完成，笔者认为却存在以下三点不足：分两个电路来演示，易使学生形成错觉，认为通电与断电自感是发生在不同的电路中；图2所示的断电自感实验，若线圈L的自感系数不够大，则断电时线圈产生的自感电动势与形成的自感电流较小，不会使小灯泡发出较强的亮光，自感现象就不容易观察到；核心问题：这两个实验装置都不能显示自感电动势(或感生电流)的方向。

演示通电自感现象时，实验易操作，实验现象较为明显，但在演示断电自感现象时，为了使现象明显，往往实验时要求12>11，以达到断电时灯泡有明显的闪耀的效果。

但在实际操作中，经常因为12过大而将灯泡烧坏，造成实验器材损耗，不便于课堂上重复再现实验现象。

另外，由于灯泡闪亮，只说明有电流流过，无法辨析电流方向的变化，不便于教学重点难点的突破。

，为此，在教学中对实验装置进行以下改装，就可很好地解决上述问题，达到较好的效果。

一、实验装置改进方法11.装置原理图(图3)2.改进说明(1)图3是将课本中介绍的断电自感装置图中的灯泡A，用氖管代替。

(2)将单刀闭合式开关，改成点触式弹片开关。

3.优点(1)改用“弹片点触式”开关，断电更方便、更易操作，断电更瞬时。

高中物理教材中自感演示实验的改进

高中物理教材中自感演示实验的改进高中物理教材中自感演示实验的改进1、加强实验前的理论教学准备对于教学中部分比较复杂的物理演示实验，强调了实验前的理论教学准备，包括在知识讲解中提出一定的实验大纲和方法设计，以及更严谨的实验安全问题，使学生能够更全面的了解物理实验操作，从而尽早形成动手能力和实验思维意识。

同时，要引导学生思维运用到解决实验问题，激发学生独立实验的积极性和创新意识。

2、把实验的发现和分析同理论联系起来通过实验的过程，学生可以更加深入地、仔细地理解物理知识，但是，只有将理论知识与实验过程联系形成一体，学生才能迅速掌握知识并立即变为自己的独特知识储备。

因此，在实验完成后，要引导学生按照问题的答案，进行实验的发现和分析，通过分析发现的物理现象，论述物理知识的内涵，将观察现象和理论知识紧密联系起来，使学生在演示实验的过程中认知更加深入。

3、注重实验安全物理实验的安全性是课堂教学中不容忽视的问题。

当学生们进行物理实验时，我们要做好安全准备，特别是在处理有害物质和危险物品时，应该特别严格，以保障学生的安全。

同时，在实验中，要强调仪器的使用安全，不要让学生一次购买太多实验用品，及时维护仪器，保证实验中所用仪器的准确性，以及教师要遵守严格的实验安全程序。

4、注重素养的培养在教学中，物理教师要督促学生建立实验概念，让学生在实验中体验不同的挑战和乐趣，培训每个学生的物理知识、实验技能和有效的实验方法，以提高学习的兴趣和质量。

同时，也可以设计一些有趣的实验，激发学生科学发现的潜力，鼓励学生真正融入物理实验，让学生认识到物理实验过程中的娱乐性和重要性。

总之，改进高中物理教材中自感演示实验，既要重视前期的理论教学准备，又让学生将实验发现与理论联系起来，注重实验安全和素养的培养，使学生在自身的实践中提升对演示实验的理解和应用能力，获得有效收获。

高中物理自感演示实验的缺点和改进意见

高中物理自感演示实验的缺点和改进意见近年来，物理实验在高中学习中已经变得越来越重要，在物理教学中，自感演示实验也越来越受到重视。

但是，高校物理自感演示实验也存在一定的缺点，严重影响到学生的学习效果。

首先，由于自感演示实验的设备少，学生只能学习几个简单的实验，从而限制了学生的学习深度。

此外，由于实验条件的限制，学生无法在实验中熟练掌握物理原理。

这使得学生很难将实验知识运用到实践中，从而学习效果受到了一定的影响。

此外，由于课程中学生人数较多，实验时间较短，使得学生未能仔细和仔细地研究实验，从而影响了实验成果。

而且，学生在实验中的犯错率很高，这又让课堂效果大大降低。

要改善以上情况，首先应该引进更多的实验设备，这样学生就能学习更复杂的实验，也就能够更加深入地理解物理原理。

此外，在实验前，教师可以让学生更加熟练地研究实验，这样学生就能够更加深入地理解物理原理。

此外，在实验中，应该更加充分地利用实验时间，让学生能够更加熟练地掌握实验方法和技巧，以期达到最终的效果。

此外，教师应该把握好学生的实验过程，及时把握学生的实验问题，以便有效减少学生的犯错率。

总而言之，要想让学生有效地学习物理实验，就必须积极改进和完善课堂实验的条件。

保证实验的质量，让学生更好地理解物理原理，以达到有效的学习效果。

以上是关于高中物理自感演示实验的缺点及改进意见的文章，希
望可以帮助大家。

高中物理自感演示实验的缺点和改进意见

高中物理自感演示实验的缺点和改进意见近年来，物理实验教学在高中越来越受重视。

物理自感演示实验是实验教学中的一种重要形式，它是以学生主体活动形式，帮助学生实践性地学习和掌握物理知识的一种教学方式。

但是，由于物理自感演示实验的缺点，其在高中物理教学中的作用尚未得到充分发挥。

物理自感演示实验的缺点主要有三点。

首先，物理自感演示实验的设备有限，缺乏基础性的实验仪器和仪表，影响了实验的进行。

其次，物理自感演示实验的方式较为单一，同样的实验过程，学生仅仅能完成被动的观察性实验，缺乏尝试讨论过程，无法激发学生的学习兴趣。

第三，由于物理自感演示实验的局限性，其实验效果也不尽如人意，也就是说，学生很难真正理解物理学习的内涵。

在现阶段，物理自感演示实验应该如何改进，以便有效地发挥它在高中物理教学中的作用?主要有以下几点。

首先，实验室设备应注重量及质的双重提升，特别是对基础实验仪器，如气体仪和温湿度计等，应加强投入，使它们达到一定的水平，也可以提高学生的实践技能和分析能力。

其次，在实施物理自感演示实验时，应注重增强学生的主观能力和分析推理能力，鼓励学生在实验中参与有效的讨论，从实验到理论，形成对物理学习的深层次理解。

第三，在物理自感演示实验中，可以利用计算机软件或网络资源，帮助学生增强实验的质量，以分析实验数据和讨论实验结果，从而提高实验效果。

综上所述，物理自感演示实验缺乏设备限制，缺乏诱导学生参与讨论，教学中只能进行被动实验等缺点，严重影响了物理自感演示实验在高中物理教学中的作用。

因此，加强实验设备投入，增强学生的主观能力和实践能力，利用计算机软件或网络资源，加强对实验结果的分析，是提高物理自感演示实验效果的关键措施。

只有这样，物理自感演示实验才能发挥它在高中物理教学中的重要作用。

对“断电自感”演示实验的改进

对“断电自感”演示实验的改进〔关键词〕物理实验;断电自感;改进一、高中《物理》第二册教材中“断电自感”演示实验存在的问题连接图1所示的实验电路,闭合电键S,待灯泡D正常发光后,断开电键S,在断开的瞬间,将观察到灯泡D猛一亮,随即熄灭,几乎看不到“过一会儿熄灭”的现象,延时效果很差.另外,這个演示实验也不能显示断开电键后,流过线圈L和灯泡D的电流方向.二、“断电自感”演示实验的改进设计1.需要配备的器材J1201型低压电源、J2425型变压器原理说明器、发光二极管(绿色效果较好)、电键、导线若干.2.实验电路及器材使用的有关说明实验电路如图2.低压电源输出的电压为4V或2V(没有低压电源也可用两节电池串联代替);L用J2425型变压器原理说明器的1600匝红色线圈代替,并把它套在闭合铁心上;D为发光二极管;电键S用闸刀开关较好.3.实验步骤⑴简述二极管的单向导电性,并用低压电源直流输出2~4伏档与二极管串联,分正向和反向两次通电证实二极管的单向导电性.⑵按器材要求连好电路.⑶闭合电键S,二极管不发光,表示二极管处在反向截止状态.⑷断开电键,让学生注意观察断开电键的瞬间发光二极管出现的现象.4.实验现象断开电键的瞬间,二极管突然发光,且由亮变暗,有明显的延时性.5.实验结论⑴电键断开的瞬间,线圈所在的电路中发生了自感现象,线圈上产生了自感电动势,线圈和二极管所在的回路中有自感电流.⑵结合如图3所示的电路分析,可知断开电键后,线圈中的电流方向仍与断开前相同,且与二极管D构成闭合回路.⑶电键断开的瞬间,线圈上产生的自感电动势阻碍了原电流的变化,延长了电流减小的时间.⑷电键断开前后,二极管与线圈两端的电势高低关系都发生了变化,如图3所示,断开前,UaUb.断开电键后,自感线圈相当于电源.6.实验注意事项⑴不能用低压电源开关代替电路电键,否则由于电源内电路的影响会观察不到自感现象.⑵发光二极管在电路中连接时,极性要接正确.若接反,实验过程中的二极管可能被过高的自感电势反向击穿.⑶断开电键时,动作要迅速.7.与教材中的实验效果相比较⑴发光二极管在电键闭合时不发光,电键断开后突然发光,可以更形象、更直观地说明自感现象的发生.⑵实验现象结合电路分析,突出自感电流的延时性和方向性,能使学生更加容易地理解自感电动势的作用.。

自感演示仪设计与制作的一点想法

自感演示仪设计与制作的一点想法
物理学是以实验为基础的一门学科。成功的实验教学需要有合适恰当的物理教具。由于各种原因，目前许多中学由于经费问题无法购置充足的教学仪器来满足物理实验教学的需要，进而影响到物理课堂教学效果和教学质量。因此长期以来，处于教育一线的物理老师，因地制宜地将自制教具投入到教学过程中，取得了较好的效果。由于现实条件的限制以及缺乏必要的理论指导，物理教具设计和制作还存在着一定的困难。学习和研究中学物理教具的设计和制作，显得尤为重要。本文以高中物理选修3.2的自感演示仪为例,谈谈设计和制作自感演示仪的一些新的看法。
2.自感演示仪的制作。
主要材料：灯泡A1及A2选用“2.5V 0.3A”，工作时换算电阻为8Ω；线圈L选用CB－50－15型输出变压器，取0—250Ω的两个接头，直流电阻为6Ω；可变电阻器取值10Ω；LED发光二极管；学生电源选2V档。
（1）底座、演示板的制作。选择有一定厚度的有机玻璃板进行裁切，打磨规则后装订成长54cm的演示板。在演示板底部两边用三氯甲烷粘住四个三角形形状的有机板，以此固定整个演示器。
通电自感：实验电路如图1所示。现象：闭合开关S，灯泡A2立即正常发光，而A1逐渐亮起，稳定后两灯泡亮度相同。
断电自感：实验电路如图2所示。现象：闭合开关S，在灯泡A正常发光时，断开开关S，灯泡A并不立即熄灭，而是很亮地闪一下后才熄灭。
根据中学物理教学中学生面临的具体问题，我设计了自感演示仪的制作方案，其结构示意图如图2.1所示，希望通过直观的演示，能够引导学生对自感现象进行分析，使他们比较轻松地理解掌握自感现象的一定要考虑到断电自感中小灯泡两端的电压一定要小于其额定电压，因为自感产生电压会比原先的电压大许多，这样容易将小灯泡烧坏。另外，如果一直是额定电压的话，小灯泡在线圈自感前和自感后都很亮，这样得不出对比结果。刚开始是用普通的小灯泡，但普通小灯泡发光时间极短，而且极易烧坏。在询问了指导老师之后，采用了LED发光二极管来代替灯泡，优点表现在：（1）LED发光二极管灵敏度高，较小的电流通过都能发光，发光的时间也较长。（2）灯泡在自感前后电流的方向是相反的，用普通的小灯泡无法体现出来，但是用LED发光二极管就不一样了，正向电流发红光，反向电流发绿光，可以体现电流方向。

高中物理教材中自感演示实验的改进

在物理教学过程中，演示实验是学生认识物理规律的感性基础，是学生加深对物理概念和物理规律或原理理解的重要环节。

而演示的现象的好坏将对学生造成直观上的正面或负面影响，进而会对学生学习物理概念或规律的理解造成正迁移或负迁移。

比如，自感现象是一种特殊的电磁感应现象，它在生产技术中应用较为广泛，但学生不易接受，难以理解。

现行高中物理新教材选修3-2第四章第6节中研究自感现象是通过如图1、图2所示的电路来演示的。

其中图1为演示通电自感现象原理图，图2为演示断电自感现象原理图。

教师做好这两个实验，有利于学生理解自感现象，是上好这节课的关键。

该实验的设计虽有利于演示的分步、分类完成，笔者认为却存在以下三点不足：分两个电路来演示，易使学生形成错觉，认为通电与断电自感是发生在不同的电路中；图2所示的断电自感实验，若线圈L 的自感系数不够大，则断电时线圈产生的自感电动势与形成的自感电流较小，不会使小灯泡发出较强的亮光，自感现象就不容易观察到；核心问题：这两个实验装置都不能显示自感电动势（或感生电流）的方向。

演示通电自感现象时，实验易操作，实验现象较为明显，但在演示断电自感现象时，为了使现象明显，往往实验时要求I2＞I1，以达到断电时灯泡有明显的闪耀的效果。

但在实际操作中，经常因为I2过大而将灯泡烧坏，造成实验器材损耗，不便于课堂上重复再现实验现象。

另外，由于灯泡闪亮，只说明有电流流过，无法辨析电流方向的变化，不便于教学重点难点的突破。

为此，在教学中对实验装置进行以下改装，就可很好地解决上述问题，达到较好的效果。

一、实验装置改进方法11.装置原理图（图3）2.改进说明（1）图3是将课本中介绍的断电自感装置图中的小灯泡A ，用氖管代替。

（2）将单刀闭合式开关，改成点触式弹片开关。

3.优点（1）改用“弹片点触式”开关，断电更方便、更易操作，断电更瞬时。

（2）改用氖管后，开关闭合时氖管不发光，开关断开时自感电动势使氖管闪亮红光，现象对比明显，效果更好。