高中物理灵敏电流计发声之谜--探究感应电流产生条件

灵敏电流计“发声”之谜－－电磁感应实验中的意外收获

河北省霸州市第五中学孙中民邮编：065700

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摘要：失败的实验，意想不到的收获。本文源自课堂上的演示实验，由于实验器材简陋，出现了意想不到的实验现象，师生齐动脑，找到实验失败的原因，反而达到了深刻理解产生感应电流的条件的效果。

关键词：电磁感应，灵敏电流计，演示实验，教学后记

学校的实验设备很差，做电磁感应现象实验时，找了几个演示电表，没有一个能用，更别想做分组实验了。无奈，只好用灵敏电流计代替。然后找齐了所需的磁铁、线圈、学生电源（直流）、滑动变阻器、开关、导线等。

开始做磁铁插入和拔出线圈时，灵敏电流计指针有较大的摆动，后面的学生也基本上能看到明显的实验效果；然后观察电键闭合与断开瞬间，灵敏电流计指针同样有较大的摆动。当然，相对于演示用电流计来说，观察范围很小，得左、中、右各各做一次。当做到最后一个实验，即调节滑动变阻器阻值，观察感应电流这个实验时，有趣的现象发生了！

最后，我把小螺线管与直流电源、电键、滑动变阻器串联后，把小螺线管插入大螺线管中，闭合电键，最后快速改变滑动变阻阻值阻值大小时，让学生同时观察电流计指针的偏转，当然结果在意料之中；但当我停止调节滑动变阻器时，电流计的指针指向了零！但同时，几乎所有的人都听到了的种金属丝振动的“咝咝”声！

正苦于看不清实验现象的后排的学生一下子活跃了起来，“哪来的声音？”“是谁？”

循声看到，发出声音的竞是灵敏电流计的指针！所有的学生都很奇怪！一下子，很有学生都为之一振！（要在以往，早有人入睡了）。

我的大脑也在飞速的转动！到底是怎么回事？趁这个大好机会，和学生们一起开动脑筋，想想到底原因何在？！

十分钟过去了，学生有了充足的思考时间，但不知怎么组织语言；当然我已基本上找到了灵敏电流计“发声”的谜底！

师：灵敏电流计指针振动说明了什么？

生：有感应电流产生。

师：感应电流是因何而生？

生：通过线圈的磁通量发生了变化。

师：决定磁通量的有哪些因素？

生：大螺线管所在位置的磁场、大螺线管的横截面积、磁场与线圈平面的夹角。

师：这些因素中，哪些保持不变？哪些有了变化？

生：线圈面积、磁场与线圈平面方向没有发生变化，那一定是磁场发生了变化。

师：非常好！我们已经很接近谜底了！那么这个磁场是谁产生的？

生：电流！

师：那可以确定了，磁场的变化一定是电流变化而引起的了！那么影响电路电流的又有哪些因素呢？

生：电源电动势，电源内阻和电路外电阻

师：仔细观察并思考，是哪个方面发生了变化呢？

生：电路总电阻没有发生变化，那一定是电源了！可电源的电动势怎么会发生变化呢？

（看来学生心里升起了一个大大的问号，而且很想知道这个答案）

师：我们实验的电源是学生电源，我来简单介绍了一下利用二极管的单向导电性做成全波整流电路，就可以把交变电流转变成直流电了。

听到这里，看到我画在黑板上的“全波整流”的电路图，有的学生说到：我看见过，手机电流充电器里的电路就是这样的！

没想到，一个失败的实验，起到的一个成功实验所起不到的作用。东拼西凑的实验器材做出一个让所有的学生都倍感难忘的实验，而且达到的实验的目的，更加深刻的理解了产生感应电流的条件。

但上面的分析只是理论上的分析，如果通过实验的确定呢？之后我的采用和两种方法来支持我所得出的结论：一是把学生电源的输出电流经示波器测试，发现输出电流的确是脉动的直流电；二把学生电流换成干电池重做该实验，灵敏电流计“沉默”了。现在可以确定灵敏电流计“发声”的谜底就是：直流学生电源的输出电流不恒定。