自制動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式喇叭

吳玉琴 朱向陽

（江西省信豐中學(xué)，江西 信豐 341600）

有關(guān)動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式喇叭的工作原理，在現(xiàn)行的初、高中物理教材中均有介紹.我們用塑料碗制作的動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式喇叭，用于課堂教學(xué)，取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果.

1 實(shí)驗(yàn)器材

適量長(zhǎng)度的漆包線（直徑0.1mm）2根，釹鐵硼超強(qiáng)磁鐵（規(guī)格為5cm×5cm×1cm）2塊，多功能車用擴(kuò)音機(jī)（MP3A60，自帶MP3播放器，配有U盤，電子市場(chǎng)有售）1臺(tái)，示波器1臺(tái)，LED2個(gè)，干電池4節(jié)，鐵片、導(dǎo)線和螺絲等.

2 裝置制作

用漆包線繞制1個(gè)如塑料碗底大小、80匝左右的線圈，線圈的2個(gè)線頭各焊接1根細(xì)軟的膠皮導(dǎo)線作外接導(dǎo)線，為了防止線圈松脫，可用透明膠帶紙沿線圈纏繞1周.把線圈緊貼在塑料碗底背面并用細(xì)銅絲固定.把薄鐵片彎折成“7”字形，用螺絲把塑料碗的邊緣固定在“7”字形鐵片的短邊上，并使碗底線圈高出長(zhǎng)邊鐵片1cm左右，線圈下方的鐵片上吸附1塊磁鐵，便成了1個(gè)靈敏度較高的動(dòng)圈式話筒或動(dòng)圈式喇叭.把話筒或喇叭固定在（利用磁鐵對(duì)鐵片的吸附作用）用小地球儀的底座改裝成的支撐架上，如圖1所示.制作2個(gè)相同的裝置，其中一個(gè)作動(dòng)圈式話筒，另一個(gè)作動(dòng)圈式喇叭.

圖1

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 演示動(dòng)圈式話筒的工作原理

（1）演示動(dòng)圈式話筒的工作原理.把自制動(dòng)圈式話筒的外接導(dǎo)線與2個(gè)反向并聯(lián)的LED連接起來，撥動(dòng)塑料碗使其較大幅度地振動(dòng)，可看到2個(gè)LED閃爍發(fā)光.其原因是塑料碗在振動(dòng)過程中因穿過碗底線圈的磁通量發(fā)生變化，使線圈產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這就是動(dòng)圈式話筒的工作原理.

（2）用示波器檢測(cè)音頻信號(hào).把上述LED換成示波器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整好掃描頻率和衰減擋位，然后對(duì)著塑料碗唱1個(gè)音階，可看到示波器的熒光屏上能顯示出該音的電壓波形圖線.

（3）演示動(dòng)圈式話筒驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲.把自制動(dòng)圈式話筒的外接導(dǎo)線插入多功能車用擴(kuò)音機(jī)（或其他音頻功放）話筒插孔，擴(kuò)音機(jī)的音頻輸出端連接商品喇叭.調(diào)整擴(kuò)音機(jī)的音量鍵，使輸出信號(hào)較強(qiáng)，然后對(duì)著塑料碗講話或唱歌，喇叭隨即發(fā)聲唱歌.

3.2 演示動(dòng)圈式喇叭的工作原理

（1）演示動(dòng)圈式喇叭的工作原理.用導(dǎo)線把4節(jié)干電池與自制動(dòng)圈式喇叭連接起來，當(dāng)電路瞬間接通時(shí)，可看到喇叭（塑料碗）跳動(dòng).其原因是通電線圈在磁場(chǎng)里受到安培力的作用，迫使其運(yùn)動(dòng).如果線圈通與音頻電流，喇叭就在大小和方向都隨音頻信號(hào)變化的安培力作用下振動(dòng)而發(fā)聲，這就是動(dòng)圈式喇叭的工作原理.

（2）演示動(dòng)圈式喇叭的發(fā)聲唱歌.把自制動(dòng)圈式喇叭的連接到多功能車用擴(kuò)音機(jī)（或其他音頻功放）音頻輸出端.讓擴(kuò)音機(jī)播放歌曲，調(diào)整擴(kuò)音機(jī)的音量鍵，使輸出信號(hào)較強(qiáng)，便可聽到喇叭發(fā)聲唱歌.

3.3 演示動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式喇叭的互逆現(xiàn)象

用導(dǎo)線直接把自制的動(dòng)圈式話筒和自制的動(dòng)圈式喇叭連接起來，撥動(dòng)話筒的塑料碗，可看到喇叭的塑料碗也跟隨振動(dòng)起來；撥動(dòng)喇叭的塑料碗，可看到話筒的塑料碗也跟隨振動(dòng)起來.

動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式喇叭的電路結(jié)構(gòu)是相同的，所不同的是動(dòng)圈式話筒是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，把音頻振動(dòng)轉(zhuǎn)化成音頻感應(yīng)電流，即動(dòng)圈式話筒相當(dāng)于發(fā)電機(jī)；而動(dòng)圈式喇叭是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，把音頻電流轉(zhuǎn)化成音頻振動(dòng)，即動(dòng)圈式喇叭相當(dāng)于電動(dòng)機(jī).所以，動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式喇叭的工作過程是互逆的.