4.电磁学实验报告

电磁学实验报告
【实验目的】
1、学习电磁学部分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“变压器原理说明”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，演示电磁学实验。

3、研究学生实验中的关键及学生中易出现的问题。

【实验器材】
通电导线在磁场中受力演示器、方形线框、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、灵明电流计、学生电源、滑线变阻器、电键、导线若干
【实验内容】
一、演示左、右手定则
装置如图一所示为边长75mm的方形线圈,它是由40．41mm漆包线绕150匝制成如图，演示右手定则时，用条形磁铁提供磁场，线圈两端接检流计。

如图一（a）。

演示左手定则时，线圈两端接开关、电源，观察其运动，如图一（b）。

a b
图一演示左、右手定则演示
实验现象及结论
1、演示右手定则
用蹄形磁铁提供磁场，当线框快速切割磁感线时，灵命电流计都显示线圈有电流流过，且电流方向满足右手定则。

2、演示左手定则
线框接6V直流电源，用蹄形磁铁提供磁场。

处在磁场中的导线会因受力而偏转，且受力方向满足左手定则。

二、演示楞次定律
1、用条形磁铁插入或抽出线圈实，验装置如图二（a
）所示
图二（a ） 楞次定律演示
实验：辨认线圈的统绕方向，测定灵敏电流计指针偏转方向和电流流入方向酌关系，并做上标记。

按图二（a ）连好电路。

将条形磁铁插入线圈中，并记住线圈中磁场方向和磁通量的变化情况(增多还是减少)，与此同时，观察电流
计指针偏转方向，由它定出线圈中感生电流方向，并判断出产生磁场的
I 感I 感方向，最终得出的磁场对原磁通的变化起的作用。

I 感经实验得出以下结果
穿入线圈的原磁通
实验方式原磁场的方向磁通变
化情况
的方向
I 感磁场方向
I 感与原磁场方向的关系的磁场对
I 感原磁通的变化起的作用N 极插人向下，增加
由a 到b 反向阻碍N 极抽出向下，减少由a 到b 同向阻碍S 极插人向上，增加由b 到a 反向阻碍S 极抽出
向上，减少
由b 到a
同向
阻碍
由此可知，的磁场总是阻碍原磁通的变化
I 感2、用通电线圈代替条形磁铁插入或抽出线圈，实验装置如图二（b ）所示将通电线圈看作一个磁铁，由此实验可以得出与1相同的结论
图二（b ） 楞次定律演示
3、用如图二（c ）所示实验仪器验证楞次定律。

将磁棒插入闭合铝环，环后退，抽出磁棒时，铝环跟随运动，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
生电流，铝环也不动。

图二（c ） 楞次定律演示
三、变压器原理说明器的使用
1、演示电压与线圈匝数的关系，实验电路如图三（a
）
图三（a ） 演示电压与线圈匝数的关系
将两个线圈逃入U 形铁芯柱上，用压板固定。

取0—400匝线圈接低压电源交流输出档(16—24V)作为初级；取0—200匝(降压)及0—800匝(升压)的线
圈作为次级。

和最好选用两个对同一交流电压测量读数尽量接近的电压表。

1V 2V
调节低压电源电压，选取几组及以验证
1U 2U 1
22
n 1=n U U 初级
（400）
1U 4
6
8
10
12
次级
（200）
2U 2
3
4
5
6
次级
（800）
2U 8
12
16
20
24
由表中数据可看出初级线圈和刺激线圈电压及能很好的满足
1U 2U 1
22
n 1=n U U 2、演示电流与线圈匝数的关系实验电路如图三（b ）
图三（b ） 演示电流与线圈匝数的关系
取0—200匝线圈接低压电源交流输出档作为初级，取0—100匝(升流)及
0—400匝(降流)作为次级。

电路如图三（b ）所示。

及是两个对同一交流
1A 2A 电流强度的测量读数尽量接近的电流表。

实验中，电流表A2直接作为变压器次
级负载。

实验步骤与变压实验相同。

选取及的几组对应读数以验证
1A 2A 12
21
n n I I 由于电流表故障，所测数据与理论偏差很大
3、演示自感
（1）试验装置如图四（a ）、（b ）
（a）通电自感（b）断电自感
图四演示自感
实验现象：
与电阻串联的灯泡先亮，与电感串联的灯泡后亮。

断电时，因自感电动势，灯泡会更亮后再熄灭（实验现象并不明显）。

结论：自感电动势的方向总是阻碍原先线圈中电流的变化
4演示跳环
用套在软铁棒上的小铝环跳起或吸引的现象（如图五），验证楞次定律。

闭合开关，在电路被接通的瞬间，螺线管内电流增强，磁场也增强，将在铝环中产生感生电流，实验表明：感生电流所引起的磁场，与上述磁场方向相反，沼环受排斥而跳起。

图五演示跳环
5演示阻尼摆：
演示金属摆在强磁场作用下感应形成涡流，又由涡流的磁效应，阻碍摆的运动。

用万用变压器的铁芯并在线圈中通以直流电形成强磁场。

a b
图六阻尼摆
让金属板制成的摆在磁极的间隙中通过，观察摆受阻尼运动减慢的情况，与自然摆动(断电)时进行对比。

用梳形金属片作摆，观察切断涡流减少阻尼的运动情况。

现象：两种摆在磁场中运动都会受阻，但金属板影响更大。

因为梳形摆将涡流限制在很小的范围，故受力也越小。

6、演示感应灯
图七演示感应灯
将条形铁扼竖直放在U形铁芯的一个芯柱上，再套入—800匝的线圈，通过开关接入220V交流电源。

线圈接通电源后，将感应灯从条形铁辆的上方逐步套入铁芯，则小灯泡亮度逐渐增强。

当小灯到达底部时，小灯甚至会被烧坏。