用玩具小电动机做自感实验，本文主要内容关键词为：电动机论文,玩具论文，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。
自感现象是在通电或断电的瞬间产生的，学生观察起来不明显、不方便。如果把控制电路的开关换成一个能频繁通、断电路的“电机开关”，就能使自感现象持续发生，从而给学生留下深刻的印象。
一.“电机开关”的制作
将玩具小电动机作如下改制就能制作成“电机开关”。把环抱电动机转子轴的三片铜瓦片与绕组线圈断开，去掉一片，用焊锡把留用的两片铜瓦片焊接起来，如图1所示。两只电刷引线A、B分别接入电路。 旋转转子，如果两只电刷同时位于铜瓦片上，则电路接通；如果一只或两只电刷位于铜瓦片以外的塑料部分，则电路断开。这样，旋转转子，电机开关就能频繁接通、断开所接电路，并且通、断电路的频率受转子转速控制。
二.实验器材和电路
（1）电感线圈使用J2425可拆型示教变压器的0～400匝线圈，保留闭合的硅钢片铁芯，以提高线圈的自感系数，使自感现象明显；“6V、8W”灯泡两只；“2A、10Ω”的滑动变阻器一个；蓄电池一组（6V）；改制好的“电机开关”1个。
（2）把上述器材按图2所示的电路连接起来。
三.实验步骤
（1）用手捏住齿轮，转动转子，接通电路，调节变阻器R，使两灯泡亮度相同；（2 ）转动转子使“电机开关”由断开电路到接通电路后，可见灯泡L[,1]立即发光，而灯泡L[,2]缓慢发光直至与灯L[,1] 亮度相同；（3）当持续转动转子频繁接通、断开电路，两灯泡均闪烁发光，但灯L[,2]平均高度比L[,1]低，进一步提高转速（或在通、断临界处快速来回转），灯泡L[,1]能持续发光，只是平均亮度比正常发光稍低，但灯泡L[,2]灯丝微亮，甚至不发亮，两灯泡发光的这种鲜明对比，可以持续一段时间，让学生观察。
四.现象的解释
当“电机开关”由断开电路到闭合电路后，灯L[,1]立即发光， 灯L[,2]缓慢发光直至与灯L[,1]亮度相同，这是课本中所述的最基本的电磁感应现象；当“电机开关”频繁接通、断开电路时，灯L[,2] 支路在电感L的自感作用下，充放电常数τ＝L／R相对“电机开关”的通、 断时间T较小，故在T时间内能够达到“暂态平衡”状态，出现两灯均匀发光，实际上灯L[,2]比灯L[,1]发光慢，不发光也慢。
随着转子以较高的速度旋转时，“电机开关”高频率地接通、断开电路，灯泡L[,1]支路是纯电阻电路，有较大的平均电流通过灯L[,1]，故灯L[,1]能持续发光；灯泡L[,2]支路是电感电路，由于电磁感应，线圈L两端一直存在着较高的自感电动势，阻碍电流通过灯泡L[,2]支路，故通过灯L[,2]的电流很小，以至于灯泡L[,2]的灯丝都不发亮。