對線圈自感探究實驗的改進

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上對線圈自感探究實驗的改進前言在課后動手探究線圈自感現(xiàn)象時，我使用了課本上給出的兩個演示實驗電路圖（如圖1）進行操作，由于燈光本身靠鎢絲在高溫下原子躍遷發(fā)光，斷電后還需一個緩慢降溫的過程，因此，實驗結(jié)果并不十分理想，而且，實驗無法說明產(chǎn)生的自感電動勢的方向問題，那么，怎樣才能更好的解決這些問題呢？ 圖1正文一、改進原理利用二極管的單向?qū)щ娦詠盹@示出電路通/斷兩個狀態(tài)發(fā)生時的電流方向，從而得出相關(guān)結(jié)論。二、電路設(shè)計 1）為了直觀顯示出不同方向電流，這里采用紅綠兩種不同顏色的發(fā)光二極管，并且使紅色發(fā)光二極管發(fā)光表示與電源產(chǎn)生電流相同方向的電流，綠色發(fā)光二極管發(fā)光表示反向電流

2、（如圖2）。 圖22）考慮到線圈本身有一定電阻，由于需要通過二極管亮暗程度來分析電流，所以應(yīng)在別一支電路上串聯(lián)一個等效電阻（如圖3）。 圖33）此外，為要使二極管在安全工作，還要在干路上使用滑動變阻器控制電壓。綜上所述，改進后的實驗電路如圖4所示： 圖4三、實驗器材改進后的實驗器材有四節(jié)1.5伏干電池，開頭一個，導(dǎo)線若干，紅色發(fā)光二極管兩只，綠色發(fā)光二極管兩只，自感線圈、滑動變阻器、定值電阻、電壓表各一個。四、實驗過程1、按圖2所示聯(lián)接電路，約定在線圈去路上紅色二極管為R1，綠色發(fā)光二極管為G1，在定值電阻所在支路上紅色二極管為R2，綠色發(fā)光二極管為G2。2、調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩支路兩端電壓5

3、伏。3、閉合開關(guān)，觀察線圈所在支路上兩只二極管發(fā)光情況，并做記錄。4、斷開開關(guān)，觀察線圈所在支路上兩只二極管發(fā)光情況，并做記錄。5、閉合開關(guān)，觀察定值電阻所在支路上兩只二極管發(fā)光情況，并做記錄。6、斷開開關(guān)，觀察定值電阻所在支路上兩只二極管發(fā)光情況，并做記錄。7、閉合開關(guān)，觀察R1、R2發(fā)光強度與時間關(guān)系。8、斷開開關(guān)，觀察R1、R2、G1、G2發(fā)光強度與時間關(guān)系。五、實驗現(xiàn)象1、開關(guān)閉合后，R2立刻發(fā)出紅光，R1緩慢發(fā)出紅光，G1、G2均不發(fā)光。2、開關(guān)斷開后，R1緩慢熄滅，R2立即熄滅，G2由最亮緩慢熄滅，其變化在時間上與R1同步，G1不發(fā)光。整理表格得：時間變化變化二極管編號電路斷開 閉

4、合閉合 斷開亮暗變化變化完成時刻（以開始發(fā)光時刻為t）亮暗變化變化完成時刻（以開始發(fā)光時刻為t）R1暗 亮t+t亮 暗t+tG1暗（無變化）暗（無變化）R2暗 亮t亮 暗tG2暗（無變化）亮 暗t+t六、現(xiàn)象分析與論證1、在K閉合后，R1、R2兩端加有正向電壓，電流均為從左向右，而R1立即達到最亮，R2緩慢達到R1的亮度。說明在該支路中是有阻礙電流立即增大的，且這個阻礙與電感L本身電阻無關(guān)。因此得出結(jié)論：線圈L產(chǎn)生了與電源電動勢相反的感應(yīng)電動勢，阻礙了電流的突然增大。2、在K斷開后，R2瞬時熄滅，但G2由暗變亮，說明G2接有正向電壓，而R1逐漸變暗，最終于G2同時熄滅，說明此時L、R1、G2、R構(gòu)成回路。因此得出結(jié)論：線圈自感產(chǎn)生與電源電動勢相同方向的感應(yīng)電動勢來減緩電流突然減小。七、總結(jié)由于改進后的實驗顯示了自感電動勢的有無和方向，并且使實驗整合到了一個電路內(nèi)，排除了一些非本質(zhì)的干擾因素，此外，改進后實驗線路并不復(fù)雜，器材不多，容易操作。但缺點也是顯而易見的，實驗并不能直觀顯示出