對自感現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

關(guān)建國

高中物理物材魯教版選修3-2在自感現(xiàn)象一節(jié)中常見的兩個自感演示實(shí)驗(yàn)（教科書P29-30頁中，如圖2-13和圖2-14所示），學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室一般買的現(xiàn)成通斷電自感演示器，而廠家為了制作方便，成本低，采用了一套裝置做兩個演示，在實(shí)際教學(xué)中，演示效果較差，尤其演示斷電自感，現(xiàn)象根本不明顯，無法說明問題。對這兩個實(shí)驗(yàn)，我用實(shí)驗(yàn)室里的可拆變壓器，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，效果明顯，現(xiàn)將本人的體會摸索總結(jié)介紹。

圖2—13的實(shí)驗(yàn)中，線圖L與電阻R的電阻值相等，燈泡1和燈泡2是兩個一樣的燈泡。合上開關(guān)，燈泡2立刻就變亮，而燈泡1卻亮得比較慢。在圖2—14的實(shí)驗(yàn)中，合上開關(guān)，使燈泡正常發(fā)光。然后開開關(guān)時，燈泡會比原先更亮一下才熄滅。

第一個實(shí)驗(yàn)要求電流通過燈1達(dá)到最大值的時間比電流通過燈2達(dá)到最大值的時間要長，并且燈泡亮的快慢有較明顯的差別。電流通過電感L從零增長到穩(wěn)定值所需時間的長短決定于L/R（L回路的馳豫時間，衡量電路中電流滋長快慢程度），L是線圈的自感系數(shù)，R是L回路的等值電阻。因此要做好第一個實(shí)驗(yàn)不但要選用L大本身電阻小的線圈，而且不可忽略所選用的燈泡電阻要小。在選用電感線圈時，應(yīng)選用萬用表低電阻擋測量它的電阻，由于自感作用這時可發(fā)現(xiàn)表針緩慢地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，表針越緩慢地到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的線圈，實(shí)驗(yàn)效果越明顯。

第一個實(shí)驗(yàn)，電感線圈可選用可拆變壓器0—1400匝套在閉合鐵芯上，燈泡用4.8V，0.3A。

要做好第二個實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意以下幾個問題：

①當(dāng)S斷開時，線圈L要能對燈泡釋放出足夠的磁場能，這就需要選用L大它本身的直流電阻R足夠小的線圈才行，而且從公式看出減小電阻R比增大L更有效。

②實(shí)驗(yàn)證明，燈泡的電阻必須大于線圈的直流電阻，差別越大演示的現(xiàn)象越明顯。

③所選用的燈泡本身的功率應(yīng)該小一些。

從以上三方面考慮選用線圈和燈泡，就能取得較好的實(shí)驗(yàn)效果。

第二個實(shí)驗(yàn)，電感線圈用可拆變壓器0-200匝或0-400匝（用的是比較粗的導(dǎo)線繞成的，它的直流電阻比燈泡正常發(fā)光時的電阻?。?，燈泡用6V，0.15A（本身功率?。?。