涡流演示器，本文主要内容关键词为：涡流论文,演示论文，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。
现行高中物理教材第二册第十六章，在学完了《电磁感应》的基本内容之后，安排了一节有关“涡流”的学习，教材阐述了涡流的成因及其利弊，并列举了涡流的防止和利用的实例。由于“涡流”与本章前部分内容密切相关，故此时进行“涡流”的教学有水到渠成之感，加之其与生产、生活、实验教学都有一定联系，因此许多教师在本章内容结束之前，乐于顺便把“涡流”一节在课内讲解。既然如此，我们何不自制一个演示实验（教材上未做安排）以帮助学生加深对这一知识点的理解。
显示涡流现象的小实验大家都见过一些，这里介绍一台我自制的涡流演示器。它有较好的能见度，也有一定的趣味性，经我校高二年级各班使用，收到了较好的教学效果。
（1）材料：250mm×180mm×100mm木板一块；140mm×80mm×8mm铜板一块（也可用铝板但效果远不及铜板好）；胶木物理小车一辆；Φ4mm铜棒，长600mm（五金商场有售）；强磁性磁铁一小块（取自废旧收录机中的小电动机）；雪糕棒一根；细线适量。
（2）制作：将木板用砂纸打磨后刮腻子、刷上油漆，待漆干后，在板的底部装上四只橡胶脚。用攻丝器将铜棒两端攻出螺纹并配置相应的螺母。将铜棒折成一个秋千架（必须在酒精灯焰上加热，否则折弯处极易断裂）。在秋千架的横梁上焊接两只用细铜丝做成的悬线环，然后将秋千架穿入木板上的两个小孔，上下用螺母固定。截取雪糕棒长度的1/2，在其一面的中点用504粘合剂粘接磁铁，另一面的中点则粘接一个用卡纸画制的小动物、雪糕棒（荡板）的两端各钻一小孔。剪两条细线，一端打结后穿过小孔，另一端系一只自制的小钩，将两钩勾在悬线环上。用粘合剂把铜板与物理小车的车面粘合在一起。（如图1所示）
①底板 ②物理小车 ③铜板
④磁铁 ⑤雪糕棒⑥秋千架
图1 涡流演示器
（3）使用：使荡板悬垂静止，将带铜板的物理小车置于荡板的正下方，调节悬线长度，使荡板处于水平状态且使磁铁离铜板表面约5mm。推拉小车（连铜板）使其做前后往复运动，三、四个来回，小动物就开始荡秋千了。当策动频率（小车往复运动的频率）等于秋千振荡的固有频率时，小动物玩得最起劲——荡板的摆幅不断增大；当让小车静止在荡板下方，荡板会非常快地停下来。
（4）解释：铜板在磁铁下面做往复运动的时候，相当于处在一个变化的磁场中，故铜板上会产生感应电流I[，g]，此即涡流。根据楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当磁铁静止而铜板运动时，通过铜板回路的磁通量减小，故I[，g]的磁场要与原磁场方向保持一致，所以带有磁铁的荡板就因被吸引而追赶铜板；当铜板滞后于磁铁且追赶磁铁时，通过铜板回路的磁通量增大，I[，g]产生的磁场与原磁场方向相反，故磁铁要受斥力的作用，如此往复，秋千的荡板就不断地摆动了。
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