用带差动放大器的灵敏电流计和专用磁铁演示电磁感应
【制作方法】
1.检流计:在大型电流计的检流计档上加直流放大器。放大器可以用集成元件也可以用分立元件做成。图20.7-6是用线性组件5G23等组成的差动放大电路,5G23的管脚分布如图20.7-7。电路的电源可以用两节9伏的叠层电池。整个线路的元件和电池都装在一个有机玻璃盒内,盒面上装一只电源开关,两只输入接线柱和两只调零电位器(一只1兆欧的电位器,用螺丝刀粗调,一只10千欧的电位器,通过旋钮进行微调)。盒子上还固定有两只输出接线叉,可以接在大型电流计的输入接线柱上,见图20.7-8。大型电流计的选择开关置于检流计档。
2.磁铁:
磁铁的结构如图20.7-9所示,磁极宽度12厘米,极间距离15厘米,在胶木垫板孔内装上直径为12毫米、厚14毫米的圆柱形小磁铁,垫板上的孔全部嵌满时,每个极共有20只小磁铁。为保证极性相对,小磁铁的N极都涂上红漆,小磁铁嵌入孔后,上面盖一张铁皮,使极间的磁场比较均匀,改变嵌入小磁铁的数目,就可以改变磁场中的磁感应强度B值。
3.导线、线圈:
单根导线是用自行车辐条代替,上面穿有两只小型接线柱,引线接在接线柱上(图20.7-10)。改变两接线柱在辐条上的距离(最大为磁极宽度),导线的有效长度L就改变了。图20.7-11为方形线圈,是用单股铜线弯成的。
【使用方法】
1.演示感应电流产生的条件:
(1)用单根直导线在磁场中作切割磁力线的运动,与它相接的电流计指针偏转,表明有感应电流产生。
(2)单根导线沿磁力线运动,与它相接的电流计指针不偏转,表明无感应电流产生。
(3)改变两接线柱在辐条上的距离,增大导线的有效长度,以同样速度在磁场中做切割磁力线运动,比较前后两次电流计指针的偏转角度,表明感应电流的大小跟直导线的有效长度有关。
(4)改变直导线的切割速度,比较前后两次电流计指针的偏转角度,表明感应电流的大小跟切割速度有关。
(5)减少嵌入小磁铁的数目,改变磁场的磁感应强度,比较前后两次电流计指针的偏转角度,表明感应电流大小跟磁场的磁感应强度有关。
(6)改变导线运动方向与磁场方向的夹角,比较前后两次电流计指针的偏转角度,表明感应电流大小跟导线运动方向与磁场方向的夹角有关。
(7)导线静止,让磁铁运动,相对切割磁力线,电流计指针偏转,表明有感应电流产生。
(8)用方形线圈从磁场外扫进磁场内,或者保持线圈静止,让磁铁运动,都有感应电流产生。
(9)用方形线圈在磁场内部平动,观察不到感应电流,将它移出或移入磁场就有感应电流产生。
以上演示说明感应电流产生的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线的运动。
2.演示交流电的产生:
将方形线圈与大型演示电流计连接,当方形线圈在磁场中转动时,电流计的指针左右摆动,表明有交流电产生。
【注意事项】
每次演示前应将放大器调零。短时暂停演示,可不关闭电源,以免放大器的零点漂移。
本站提示:本自制教具可辅以“磁场”部分的物理实验教学。
选自:《初中物理自制教具》
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