朱向陽，鐘曉青，朱和鵬

（1．信豐中學(xué)，江西 信豐341600；2．贛州市教研室，江西 贛州341000）

1 引 言

人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理（選修3－2），在“渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)”一節(jié)的 “思考與討論”欄目里，要求學(xué)生根據(jù)電磁阻尼現(xiàn)象，分析討論用鋁框做磁電式儀表線圈骨架的作用．為了提高教學(xué)效果，筆者設(shè)計(jì)并制作了能演示線圈的鋁框骨架在磁電式儀表中會(huì)受到電磁阻尼作用的裝置．該裝置還可用于演示磁電式儀表的工作原理．

2 實(shí)驗(yàn)器材

鋁片（40 cm×4 cm）1塊，PVC線槽板蓋（40 cm×4cm）1個(gè)（敷設(shè)線路用材），木板（20cm×15 cm）1塊，漆包線（直徑約0．2mm、長約350cm）2根，中性筆筆芯2根，釹鐵硼超強(qiáng)磁鐵（8 cm×8 cm×2 cm）1塊，螺絲2顆，銅導(dǎo)線（直徑約2 mm）、輕質(zhì)塑料管、導(dǎo)線和電池等．

3 裝置制作

1）線圈的制作．如圖1所示，把鋁片彎折成邊長約8 cm的正方形鋁框，重疊的2塊鋁片上開4個(gè)小孔，各用1小段鋁線錘打鉚合，便成線圈的鋁框骨架．在骨架相對的2條邊的中心上方處各開筆芯大小的孔，孔內(nèi)插1段中性筆筆芯．用漆包線在鋁框上（筆芯下方）纏繞約10匝的線圈，線圈的2個(gè)線頭除去絕緣漆后，分別插入筆芯兩端的孔內(nèi)（筆芯中間塞1段絕緣物，防止線圈短路）．筆芯兩端各插入1段直徑約2 mm的銅導(dǎo)線，作轉(zhuǎn)動(dòng)軸兼線圈的外接電源導(dǎo)體，插入筆芯部分的銅導(dǎo)線一定要與筆芯內(nèi)的線圈線頭接觸良好（也可以把線頭焊接在銅導(dǎo)線上）．再把其中1根銅導(dǎo)線向上彎折90°，并在線頭上套接1根長約20 cm的輕質(zhì)塑料管作指針．用類似的方法，把PVC線槽板蓋制作成PVC材質(zhì)骨架的線圈（裝置質(zhì)量盡量與鋁框骨架線圈的質(zhì)量相同），用于做對比實(shí)驗(yàn)．

圖1 線圈裝置圖片

2）底座裝置的制作．如圖2所示，用2根長約20 cm的銅導(dǎo)線彎折成圖中所示的2個(gè)支撐架（支撐架高約8 cm，末端圓弧高約6 cm），在木板一端相距12 cm處開2個(gè)螺絲孔，用螺絲把支撐架固定在木板上，螺絲兼作外接電源的接線柱．再把上述2個(gè)線圈分別放在支撐架上（線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)軸置于支撐架的圓弧里），當(dāng)穩(wěn)定時(shí)，觀察骨架平面是否處在水平面上．如線圈骨架不在水平面上平衡，則可在骨架較輕的邊上加纏漆包線（應(yīng)注意加纏的漆包線不能與線圈接通）增大此邊的質(zhì)量，使線圈骨架大致能在水平面上平衡．

圖2 底座裝置圖片

4 實(shí)驗(yàn)方法

4．1 對比演示鋁框骨架在磁電式儀表中的作用

如圖3所示，先把PVC材質(zhì)骨架的線圈置于支撐架上，線圈骨架旁邊直立1塊釹鐵硼強(qiáng)磁鐵（磁鐵靠近線圈，但不能阻礙骨架轉(zhuǎn)動(dòng)）．用導(dǎo)線把1節(jié)干電池的正負(fù)極分別與底座上的2個(gè)接線柱連接．當(dāng)線圈通電時(shí)，可看到線圈在安培力作用下帶動(dòng)骨架發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但很難穩(wěn)定，指針總是左右擺動(dòng)．再換用鋁框骨架的線圈重做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)線圈通電時(shí)，可看到線圈在安培力作用下帶動(dòng)鋁框骨架發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并能很快穩(wěn)定，指針左右擺動(dòng)的次數(shù)少，這表明鋁框骨架受到了電磁阻尼的作用．由于電磁阻尼的作用，電表指針便能盡快地穩(wěn)定在某一位置，這樣便于讀出測量數(shù)據(jù)，這就是用鋁框做磁電式儀表線圈骨架的作用．

圖3 實(shí)驗(yàn)裝置圖片

4．2 演示電流表的工作原理

把鋁框線圈置于支撐架上，用導(dǎo)線把1節(jié)干電池和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后向線圈供電，調(diào)節(jié)變阻器改變線圈中的電流，可看到指針偏轉(zhuǎn)的角度發(fā)生改變；改變線圈中的電流方向，可看到指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨之改變．

5 結(jié)束語

分別用鋁框骨架和PVC骨架繞制線圈制作成簡易磁電式儀表，在教學(xué)中采用對比演示的方法，讓學(xué)生在通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，分析、討論線圈的鋁框骨架在磁電式儀表中的作用，有利于提高課堂教學(xué)效果．

［1］ 課程教材研究所．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理（選修3－2）［M］．北京：人民教育出版社，2006：27．