法拉第电磁感应定律定量论证_电磁感应定律论文

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      一、装置图(见图1)

      

      二、仪器特点及用途

      ①用数字合成函数信号发生器/计数器输出频率、幅度可调的升锯齿波,在主线圈内产生磁感应强度随时间线性变化的磁场。

      ②用数字存储示波器可直观观察到主线圈内产生的磁感应强度随时间线性变化的波形曲线;用数字合成函数信号发生器/计数器,可定量测出波形曲线的频率和幅度;用数字电压表可定量测出感应电动势的大小,从而使仪器具有定量探究法拉第电磁感应定律的功能。

      ③信号发生器、示波器、电压表、主线圈设计制作成一整体,使仪器安全可靠,性能稳定,易于操作,外形美观。

      在控制变量的情形下,可定量地研究感应电动势与线圈匝数、磁通量的变化量、磁通量的变化所需时间的关系。

      三、制作材料

      直径ф0.31~0.51mm的漆包线,40Ω的电阻1个,木块,钢板,导轨2根,支架座1只,F05A型数字合成函数信号发生器/计数器1台,数字存储示波器1台,数字多用电表1台。

      四、制作方法

      ①用漆包线绕成长210mm,直径110mm,匝数为6200匝的主线圈,如图2。用漆包线绕成长70mm,截面积为8

,匝数为1000匝的副线圈如图3。用漆包线绕成长140mm,截面积为16

抽夹为400匝、800匝、1200匝、1600匝、2000匝五抽夹线图,如图4。

      

      ②将木板制成长575mm,宽335mm,高310mm的箱子。

      ③箱后盖内装上两根导轨。将钢板固定在导轨上可抽出作为标板,如图5。箱表面固定4个接线柱(其中两个连接主线圈,两个连接内线圈),安装支架可固定放置主线图,如下页图6。

      

      

      ④将信号发生器、示波器、多用电表连接成如图7方框圈,并固定安装在箱内。

      

      五、使用方法

      1.探究感应电动势E随时间变化规律实验方法

      ①将主线圈连接在主线圈接线柱上,将截面积为4

的线圈放置在主线圈内部中央,用导线连接在内线圈接线柱上。

      ②打开电源开关,打开波形功能开关。

      ③按[shift]键,再按数字[7]键。

      ④按[shift]键,再按[菜单]键,输出外锯齿波。

      ⑤按[频率]键,再按数字[3][0][·][0]键,最后再按[猝发]键。

      ⑥按[幅度]键,用调节旋钮输入幅度值3VPP。

      ⑦按[输出]键,再按[频率]键,示波器显示屏上可观察到输出波形频率为30H,幅度为3VPP的升锯齿波形,在信号发生器显示屏上可观察到输出波形频率为30Hz。

      ⑧打开多用表的开关,可直接读出感应电动势的大小,用小圆铁在坐标板上描出点。

      ⑨调节旋钮改变波形频率,读出信号发生器显示屏上的数字和电压表的数字,用小圆铁在坐标板上描出点。

      2.探究感电动势E随磁通量的变化量变化规律实验方法

      ①重复(1)中①②③④⑤步骤。

      ②按[幅度]键,用调节旋钮输入幅度值2VPP。

      ③按[输出]键,再按[幅度]键,示波器显示屏上可观察到输出频率为30Hz,幅度值为2VPP的升锯齿波形,在信号发生器显示屏上可观察到输出波形幅度值为2VPP。

      ④打开多用表的开关,可直接读出感应电动势的大小,用小圆铁在坐标板上描出点。

      ⑤调节旋钮改变波形幅度,读出信号发生器显示屏上的数字和电压表的数字,用小圆铁在坐标板上描出点。

      3.探究感应电动势E随线圈匝数N的变化规律实验方法

      ①将主线圈连接在主线圈接线柱上,将截面积为16

有抽头线圈放置在主线圈内部中央导线一端连接0触夹,另一导线连接1触夹(400匝)并分别连接在内线圈接线柱上。

      ②重复(1)中②③④步骤。

      ③按[频率]键,再按数字[8][0][·][0]键,最后再按[猝发]键。

      ④按[幅度]键,用调节旋钮输入幅度值3VPP。

      ⑤按[输出]键,再按[频率]键,示波器显示屏上可观察到输出频率为80H,幅度值为3VPP的升锯齿波形。

      ⑥打开多用表的开关可直接读出感应电动势的大小,用小圆铁在坐标板上描出点。

      ⑦改变内线圈的接线触夹,读出电压表的数字,用小圆铁在坐板上描出点。

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