自感现象演示实验的改进,本文主要内容关键词为:演示论文,现象论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
人教版高中物理第二册必修本第97页图4-15和图4-16,试验课本第113页图4-28和图4-29,是演示自感现象的两个实验.
必修本图4-15或试验课本图4-28(见图1)是演示闭合电键瞬间,线圈中存在自感现象,按照课本要求做上述演示实验,笔者发现:若自感线圈铜丝直径越细,电阻越大,对应的滑动变阻器R的电阻越大,则电键S闭合瞬间,观察到的现象:灯先立即亮,然后逐渐变亮,不明显;若自感线圈铜丝直径越粗,电阻越小,对应的滑动变阻器R的阻值越小,电键闭合瞬间,观察到的现象:灯先立即亮,然后逐渐亮,越明显.产生上述现象的重要原因之一是:实验室一般使用的滑动变阻器也产生了自感现象,若滑动变阻器接入电路的电阻值越大,则滑动变阻器接入电路的电阻丝匝数越多,其自感系数越大,自感现象越明显.因此,灯与亮度情况对比就越模糊.
针对上述原因,笔者改用直线电阻丝型滑动变阻器或采用双螺旋线绕法变阻器,尽可能地减少滑动变阻器R产生自感现象的影响,进行上述实验,在电键S闭合瞬间,观察到线圈产生的自感现象非常明显.
必修本图4-16或试验课本图4-29(见图2)是演示电键在断开瞬间存在自感现象,通常选用带铁芯的线圈,其匝数多、铜丝直径大、电阻小、自感系数大.当电键闭合,电路处于稳定电流状态时,线圈中的电流大于灯泡中的电流,这样,在断开电键S的瞬间,就能观察到电灯比原来更亮地闪亮一下,然后逐渐熄灭.从而引导学生分析闪亮一下的原因:不是原电池对灯泡提供的电流造成,而是由线圈中产生的自感现象造成的.但还是有一部分学生对此产生怀疑.若选用线圈匝数少、铜丝直径太小、电阻较大、自感系数小,当电键闭合,电路处于稳定电流状态时,线圈中电流等于或小于电灯中电流时,在断开电键的瞬间,就不能观察到电灯比原来更亮地闪亮一下,然后熄灭,学生无法观察体会到自感现象.
为了克服必修本图4-16或试验本图4-29演示实验的上述弊端,笔者改用如图3所示电路采用两灯亮度