闭合线圈在磁场中运动探究仪

仪器自制与改进

闭合线圈在磁场中运动探究仪

上海市进才中学物理组　200135

1　教具装置图(见图1)

图1

2　仪器特点及用途

(1)特点

探究闭合线圈在磁场中运动时的一个特例,即闭合线圈在磁场中运动,面积变化,磁感强度变化但磁通量不变,不产生感应电流。

(2)用途

本仪器可用于研究当闭合线圈在磁场中做以下运动时,感应电流的情况:

①当闭合线圈面积不变,上下移动时,可以看到线圈中有较大的感应电流产生。

②当闭合线圈所处磁感强度不变,改变线圈面积时,可以看到线圈中有较大的感应电流产生。

③当闭合线圈贴着该圆台平面运动(既改变线圈所处的磁感强度,又改变线圈面积)时,线圈中没有感应电流产生。

此仪器可以外接大型演示电表,还可以结合DIS实验系统的微电流传感器使用相应的软件测量感应电流。3　制作材料

条形磁铁两块,依据条形磁铁磁感线制作的圆台一个。

4　制作方法

①将两条条形磁铁同极相对平行固定在一起。

②在玻璃板的一侧撒上铁粉,将条形磁铁放在玻璃板另一侧,轻敲玻璃板,待铁粉按一定顺序排列后,用纸描下磁铁的中心轴和其中一条磁感线靠近磁铁一端的部分。将这条线绕中心轴360度旋转一圈即可得到一个特殊曲面。按该曲面定制一个塑料圆台。

③在圆台上端做一个架子,供放条形磁铁,底部做成平面,可放在水平桌面上。

5　使用方法

①将本仪器放置在水平桌面上,将两根条形磁铁并在一起(同名磁极在同一端)插在仪器上部支架上。

②用一根细软导线绕一个圈套在圆台上,导线的两端接微电流传感器或大型演示电表。

③打开DIS实验软件,点击教材专用软件界面上的实验条目“微电流的测量”,并点击“开始记录”。

④用手拉线圈,使线圈在一水平面上收缩以改变面积,可看到有感应电流产生。在不改变线圈面积的前提下将线圈上下移动,也可看到有感应电流产生。

⑤在线圈面积和磁感应强度都改变时,是否一定产生感应电流呢?将线圈沿曲面水平方向收缩时,发现不产生感应电流。

编者注:该作品在第六届(海尔杯)全国优秀自制教具评选中获一等奖。

(收稿日期:2006210210)

《教学仪器与实验》第23卷2007年第2期・39

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