一種電磁規(guī)律探究實驗器及其實驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于測量電磁變量技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及為一種電磁規(guī)律探究實驗器及其實 驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通電自感和斷電自感實驗是高中物理最經(jīng)典的實驗之一，屬于課堂必做的實驗。 幾十年前一直到現(xiàn)在，中學(xué)物理實驗室里配備的都是2446型自感現(xiàn)象演示器，它用兩套獨 立的裝置做通電自感和斷電自感實驗，在斷電瞬間能觀察到3. 8V小電珠閃亮一下焰滅。因 為沒有別的選擇，廣大教師一直都用2446型自感現(xiàn)象演示器做自感實驗，思考的只是怎樣 在課堂實驗時操作熟練規(guī)范一些，在做"斷電自感"實驗時，斷電瞬間可W觀察到小電珠有 閃亮的效果。沒有人想到用220V的L邸燈泡或220V的節(jié)能燈代替"小電珠"嘗試實驗，因 為老師根本不相信，斷電瞬間會達(dá)到點亮220V的照明燈的效果。
[0003] 2446型自感現(xiàn)象演示器及方案存在W下缺點： 1.通電自感、斷電自感、探究變壓器線圈兩端的電壓與應(yīng)數(shù)的關(guān)系該S個實驗是采用 不同的實驗裝置完成的，用了S個線圈，造成資源浪費。
[0004] 2.學(xué)校現(xiàn)有的2446型自感現(xiàn)象演示器質(zhì)量有十多千克，不便于使用、搬運和貶 存。
[0005] 3.用2446型自感現(xiàn)象演示器做斷電自感現(xiàn)象實驗，雖然能觀察到3. 8V小電珠閃 亮一下焰滅，但會引起很多學(xué)生的誤解，認(rèn)為線圈產(chǎn)生的自感電動勢不會超過原來的電源 電壓。
[0006] 4.利用教學(xué)用的可拆變壓器模型做探究變壓器線圈兩端的電壓與應(yīng)數(shù)的關(guān)系該 個實驗時，因為漏磁等原因，副線圈測得的電壓值明顯低于預(yù)測值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一種電磁規(guī)律探究實驗 器。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述電磁規(guī)律探究實驗器的實驗方法。
[0009] 本發(fā)明實現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案如下。
[0010] 一種電磁規(guī)律探究實驗器，包括底板和豎直板，所述底板后方連接了可拆卸的豎 直板； 所述底板上設(shè)置有電源適配器、線性霍爾元件、變壓器、電位器二、電流表； 所述電源適配器輸入端輸入220V的交流電，輸出端輸出交流電和直流電； 所述線性霍爾元件上相對一側(cè)并聯(lián)有毫伏表； 所述變壓器包括線圈一、線圈二和線圈=，線圈二設(shè)置在變壓器一端，線圈一和線圈= 設(shè)置在變壓器另一端； 所述豎直板上連接兩組電路，分別為通電自感電路和斷電自感電路； 所述通電自感電路包括依次連接的開關(guān)一、電位器一、小電珠二和小電珠一； 所述斷電自感電路為電燈與相互并聯(lián)且朝向相反的發(fā)光二極管一和發(fā)光二極管二串 聯(lián)，然后與相互串聯(lián)的電源和開關(guān)二并聯(lián)。
[0011] 所述線圈一、線圈二和線圈S應(yīng)數(shù)比為1 ;2:4;所述線圈一兩端分別設(shè)置接線柱 十一和接線柱十二；所述線圈二兩端分別設(shè)置接線柱零和接線柱一；所述接線柱一連接于 定值電阻的一端，定值電阻另一端設(shè)置接線柱二；所述線圈=兩端分別設(shè)置接線柱十=和 接線柱十四。
[0012] 所述開關(guān)一外端設(shè)置接線柱五；所述電位器一兩側(cè)分別設(shè)置接線柱十九和接線 柱二十；所述接線柱十九設(shè)在電位器一和小電珠二之間；所述開關(guān)一和電位器一之間連接 有接線柱所述小電珠二和小電珠一之間連接有接線柱六；所述電位器一阻值范圍為 5Q-100Q。
[0013] 所述發(fā)光二極管一兩端分別設(shè)置接線柱十五和接線柱十六，接線柱十五設(shè)置在 發(fā)光二極管一和電燈之間；所述電源和電燈之間設(shè)置接線柱九；所述開關(guān)二和發(fā)光二極 管二之間設(shè)置接線柱十；電燈和電源之間連接有接線柱走，發(fā)光二極管二和開關(guān)二之間連 接有接線柱八；所述電位器二兩端設(shè)置接線柱十走和接線柱十八；電位器二阻值范圍為 200Q-5KQ。
[0014] 一種電磁規(guī)律探究實驗器的實驗方法，包括W下步驟： 所述電源和電燈之間設(shè)置接線柱九；所述開關(guān)二和發(fā)光二極管二之間設(shè)置接線柱十； 所述電位器二兩端設(shè)置接線柱十走和接線柱十八； 第一步，用導(dǎo)線將線圈二兩端的接線柱零、接線柱一連到電源適配器的直流輸出2. 5V擋； 第二步，將線性霍爾元件的輸入端口的兩根引線分別與接線柱十八、接線柱九連接，用 導(dǎo)線將接線柱十與接線柱十走相連，電源為一節(jié)5號干電池；將線性霍爾元件的輸出端口 的兩根引線與毫伏表的兩支表筆相連，毫伏表選擇旋鈕轉(zhuǎn)到200mV擋； 此時，電源、開關(guān)二、電位器二、線性霍爾元件組成串連電路，并將線性霍爾元件放置于 變壓器的上表面中央；線性霍爾元件輸出的霍爾電壓用毫伏表的電壓表測量； 第=步，將線性霍爾元件放置于變壓器的上表面中央；閉合開關(guān)二，讀取毫伏表的讀 數(shù)；再閉合電源適配器的開關(guān)，變壓器中的線圈二有電流通過，線性霍爾元件處在豎直向上 的磁場中，讀取毫伏表的讀數(shù)，順時針調(diào)節(jié)電位器二，使電位器二阻值變小，通過線性霍爾 元件的電流變大，發(fā)現(xiàn)霍爾電壓也變大，阻值最小時，讀取霍爾電壓的最大值； 第四步，將線性霍爾元件稍向上提放置于變壓器接線柱的塑料架上，所處磁場變?nèi)跣?觀察并讀取毫伏表的讀數(shù)； 第五步，將線性霍爾元件傾斜一個角度，傾斜角度在30°到60°之間，觀察并讀取毫 伏表的讀數(shù)。
[0015] 一種電磁規(guī)律探究實驗器的實驗方法，包括W下步驟： 所述電源和電燈之間設(shè)置接線柱九；所述開關(guān)二和發(fā)光二極管二之間設(shè)置接線柱十； 所述電位器二兩端設(shè)置接線柱十走和接線柱十八； 第一步，用導(dǎo)線將線圈二兩端的接線柱零、接線柱一連到電源適配器的直流輸出2. 5V擋上； 第二步，將線性霍爾元件輸入端口的兩根引線分別與接線柱十八、接線柱九連接，用導(dǎo) 線將接線柱十、接線柱十走與電流表的正負(fù)接線柱相連，電流表的選擇旋鈕轉(zhuǎn)到10mA擋， 電位器二阻值處于最大位置； 第S步，電源為一節(jié)5號干電池，將線性霍爾元件的輸出端口的兩根引線與毫伏表的 兩支表筆相連，毫伏表選擇旋鈕轉(zhuǎn)到200mV擋； 此時，變壓器的線圈二接電源適配器的直流輸出2. 5V擋；電源、開關(guān)二、2KQ的電位器 二、電流表、線性霍爾元件組成串聯(lián)電路； 第四步，將線性霍爾元件放置于變壓器的上表面中央；線性霍爾元件輸出的霍爾電壓 用毫伏表毫伏擋測量；閉合開關(guān)二，讀取毫伏表的讀數(shù)，并記下該個讀數(shù)；再閉合開關(guān)二， 變壓器中的線圈二有電流通過，線性霍爾元件所在處有豎直向上的磁場，毫伏表的讀數(shù)顯 著增加，順時針調(diào)節(jié)電位器二，使電流表的讀數(shù)為0. 8mA，從毫伏表上讀出此時的霍爾電壓 值，并記錄讀出的輸入電流Ih和霍爾電壓UH的值； 第五步，順時針調(diào)節(jié)電位器二，使電位器二阻值變小，通過線性霍爾元件的電流變大 些，再依次讀出11組電流和電壓值并記錄在表中。
[0016] 一種電磁規(guī)律探究實驗器的實驗方法，包括W下步驟： 所述電位器一兩側(cè)分別設(shè)置接線柱十九和接線柱二十；所述開關(guān)一和電位器一之間連 接有接線柱所述開關(guān)二和發(fā)光二極管二之間設(shè)置接線柱十；所述電源和電燈之間設(shè)置 接線柱九； 第一步，用導(dǎo)線將線圈二一端的接線柱一連到電源適配器的直流輸出2. 5V擋的正極 端上，接線柱零與接線柱十九連接，接線柱=連到電流表的正接線柱，電流表的負(fù)接線柱連 到電源適配器的直流輸出2. 5V擋的負(fù)極端，電流表的選擇旋鈕轉(zhuǎn)到0. 6A擋，22Q的電位器 一阻值處于最大位置； 第二步，將線性霍爾元件輸入端口的兩根引線分別與接線柱十、接線柱九連接連接，開 關(guān)二處于斷開狀態(tài)，電源為一節(jié)5號干電池； 第=步，將線性霍爾元件的輸出端口的兩根引線與毫伏表的兩支表筆相連，毫伏表選 擇旋鈕轉(zhuǎn)到200mV擋； 此時，變壓器的線圈二、開關(guān)、電位器一、電流表、直流2. 5V電源組成串聯(lián)電路，1. 5V的 電源、開關(guān)二、HW101A值）線性霍爾元件組成串聯(lián)電路； 第四步，將線性霍爾元件放置于變壓器的上表面中央；閉合開關(guān)二，讀取毫伏表的讀 數(shù)，該讀書表示線性霍爾元件的失調(diào)電壓U。;再閉合電源適配器的開關(guān)，變壓器中的線圈二 有電流通過，線性霍爾元件所在處有豎直向上的磁場，毫伏表的讀數(shù)顯著增加，調(diào)節(jié)電位器 一，使電流表的讀數(shù)為0. 11A，讀出此時毫伏表上的電壓值U，并記錄讀出的螺線管電流I和 電壓U的值； 第五步，調(diào)節(jié)電位器一，使阻值變小，通過變壓器的線圈二的電流變大些，線性霍爾元 件所在處磁場變強，毫伏表上顯示的電壓值增大，再依次讀出各組電流和電壓值并記錄。
[0017] 一種電磁規(guī)律探究實驗器的實驗方法，包括W下步驟： 電燈和電源之間連接有接線柱走，發(fā)光二極管二和開關(guān)二之間連接有接線柱八； 第一步，用導(dǎo)線將接線柱一與接線柱八相連，接線柱零與接線柱走相連，電燈為功率 3W、220V的L邸球泡燈，電源為一節(jié)5號干電池； 220V的電燈與相互并聯(lián)且朝向相反的發(fā)光二極管一、發(fā)光二極管二串聯(lián)后，與線圈二 并聯(lián)，再通過開關(guān)二接到電源上； 第二步，先將開關(guān)二閉合，觀察電燈和發(fā)光二極管一、發(fā)光二極管二是否發(fā)光，再將開 關(guān)二斷開，觀察斷開瞬間電燈和發(fā)光二極管一、發(fā)光二極管二是否發(fā)光； 第S步，將電燈換成220V的5W節(jié)能燈重復(fù)進(jìn)行第一步、第二步的操作； 第四步，將電路中的線圈換成變壓器中線圈一，重復(fù)第二步、第S步的操作； 第五步，將電路中的線圈換成變壓器中線圈S重復(fù)第二步、第S步的操作； 第六步，撤掉導(dǎo)線，仔細(xì)觀察一下變壓器中=個線圈的粗細(xì)程度。
[0018] 一種電磁規(guī)律探究實驗器的實驗方法，包括W下步驟： 所述發(fā)光二極管一兩端分別設(shè)置接線柱十五和接線柱十六，接線柱十五設(shè)置在發(fā)光二 極管一和電燈之間；所述電源和電燈之間設(shè)置接線柱九；所述開關(guān)二和發(fā)光二極管二之間 設(shè)置接線柱十；電燈和電源之間連接有接線柱走； 第一步，將發(fā)光二極管一、發(fā)光二極管二與接線柱十五間的連接斷開，將電燈與接線柱 九間的連接斷開，電源為一節(jié)5號干電池，用導(dǎo)線將接線柱零與接線柱十相連，接線柱一與 接線柱九相連。
[0019] 第二步，用導(dǎo)線將接線柱十S和接線柱十五相連，接線柱十四與接線柱走相連，電 燈為功率3W、的220V的L邸球泡燈。
[0020] 第=步，將開關(guān)二閉合，然后突然將開關(guān)二斷開，觀察斷開瞬間電燈是否發(fā)光； 第四步，將電燈換成220V的5W節(jié)能燈，重復(fù)第S步操作； 第五步，將實驗電路中變壓器中的一對線圈換成另一對線圈組合成新的實驗電路，重 復(fù)第二步到第四步的操作。
[0021] 一種電磁規(guī)律探究實驗器的實驗方法，包括W下步驟： 所述線圈二兩端分別設(shè)置接線柱零和接線柱一；所述接線柱一連接于定值電阻的一 端，定值電阻另一端設(shè)