对自感现象演示实验的改进

对自感现象演示实验的改进
作者：关建国
来源：《都市家教·下半月》2017年第02期
高中物理物材鲁教版选修3-2在自感现象一节中常见的两个自感演示实验（教科书P29-30页中，如图2-13和图2-14所示），学校物理实验室一般买的现成通断电自感演示器，而厂家为了制作方便，成本低，采用了一套装置做两个演示，在实际教学中，演示效果较差，尤其演示断电自感，现象根本不明显，无法说明问题。

对这两个实验，我用实验室里的可拆变压器，经过反复实验，效果明显，现将本人的体会摸索总结介绍。

图2—13的实验中，线图L与电阻R的电阻值相等，灯泡1和灯泡2是两个一样的灯泡。

合上开关，灯泡2立刻就变亮，而灯泡1却亮得比较慢。

在图2—14的实验中，合上开关，使灯泡正常发光。

然后开开关时，灯泡会比原先更亮一下才熄灭。

第一个实验要求电流通过灯1达到最大值的时间比电流通过灯2达到最大值的时间要长，并且灯泡亮的快慢有较明显的差别。

电流通过电感L从零增长到稳定值所需时间的长短决定于L/R（L回路的驰豫时间，衡量电路中电流滋长快慢程度），L是线圈的自感系数，R是L回路的等值电阻。

因此要做好第一个实验不但要选用L大本身电阻小的线圈，而且不可忽略所选用的灯泡电阻要小。

在选用电感线圈时，应选用万用表低电阻挡测量它的电阻，由于自感作用这时可发现表针缓慢地达到稳定状态，表针越缓慢地到达稳定状态的线圈，实验效果越明显。

第一个实验，电感线圈可选用可拆变压器0—1400匝套在闭合铁芯上，灯泡用4.8V，
0.3A。

要做好第二个实验应注意以下几個问题：
①当S断开时，线圈L要能对灯泡释放出足够的磁场能，这就需要选用L大它本身的直流电阻R足够小的线圈才行，而且从公式看出减小电阻R比增大L更有效。

②实验证明，灯泡的电阻必须大于线圈的直流电阻，差别越大演示的现象越明显。

③所选用的灯泡本身的功率应该小一些。

从以上三方面考虑选用线圈和灯泡，就能取得较好的实验效果。

第二个实验，电感线圈用可拆变压器0-200匝或0-400匝（用的是比较粗的导线绕成的，它的直流电阻比灯泡正常发光时的电阻小），灯泡用6V，0.15A（本身功率小）。