陳愛霞，余劍敏，查代奉九江學院理學院，江西九江　332005

磁通量的變化對線圈中感應電流的影響

陳愛霞，余劍敏，查代奉
九江學院理學院，江西九江332005

根據(jù)法拉第電磁感應定律和楞次定律，感應電流與磁通量的大小成正比。這只是存在于理論上的可行性，并未在實驗中直觀的觀察到，本文探究實驗利用微電流傳感器、磁傳感器等結合Dislab相關儀器直觀看到：當磁通量大小改變時，環(huán)形線圈中感應電流的周期變化。

通電螺線管；感應電動勢；磁通量；感應電流

1　磁感應強度的測量

電磁感應這章是高中物理教學的重點也是難點部分，高中物理課堂演示實驗只能讓學生粗糙的得出，磁通量的變化快慢會影響感應電流大小的定性關系，而無法得出他們之間的定量關系。數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室的建立就很好的解決了這個量化問題。由，i=Ε/R，則，可以精確算出其電動勢的強度。DISLab（數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室）能較為精確地探究感應電動勢大小與磁通量變化率的定量關系。

本文實驗通過Dislab數(shù)據(jù)采集器、 磁傳感器、 螺線管、 計算機等直觀測量并掌握通螺線管中磁場的變化規(guī)律。

從表1記錄的“磁感應強度－距離”數(shù)據(jù)，可以看出螺線管中心處的磁感應強度最強，關于中心對稱處的磁感應強度相等。

2　磁通量的變化對線圈中感應電流的關系

通過Dislab數(shù)據(jù)采集器、微電流傳感器、螺線管、環(huán)形線圈、學生電源、計算機、導線等。測量線圈中磁場變化產(chǎn)生微電流、探究通電螺線管對環(huán)形線圈中感應電流的影響因素。

將螺線管連接在4V的直流電源上，環(huán)形線圈與微電流傳感器相連，微電流傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，接入計算機，打開通用軟件。然后改變螺線管的方向，觀察感應電流的大小隨時間的變化。（規(guī)定：以螺線管的軸線與環(huán)形線圈所在的平面平行是為零度角）。

1）當以不同的角度順時針轉動螺線管時，感應電流大小變化如圖1、圖2。

2）在不同的頻率下將螺線管順時針轉動180度時，感應電流大小的變化如圖3、圖4。

法拉第電磁感應定律告訴我們，感應電流的大小取決于通過閉合回路中的磁通量的變化快慢。只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變，無論是變大或者變小，回路中都會有電流出現(xiàn)，不同的只是影響了感應電流的方向，而感應電流的大小僅僅取決于通過此回路的磁通量變化是快還是慢。這是高中物理就學過的理論知識，并未在實驗中直觀的觀察到，以上探究實驗利用微電流傳感器、磁傳感器等結合Dislab相關儀器直觀看到：當磁通量大小改變時，環(huán)形線圈中感應電流的周期變化。

3　結論

1）當螺線管與線圈的位置平行即0度、180度時線圈中的微電流變化范圍最大。當旋轉螺線管在同一平面旋轉一周時得出的圖形為周期性變化。

2）當以不同的頻率測量時，只是改變了電流變化的周期大小，而圖形基本上一致。

實驗探究中應注意以下幾點。

1）當轉動螺線管時，螺線管應該始終在同一水平面上轉動，否則實驗將會有誤差，得不到理想的圖形。

2）轉動螺線管時不要帶動線圈的位置變化，否則可能會導致以上一樣的結果。

3）實驗時所用的學生電源控制電壓時，電壓不應過大，應控制在8伏以下。否則所得的圖形過大縮小之后拱出的部分將會不明顯，甚至看不到。

［1］馮旺軍，魏智強，秦曉靜，等.密繞橢圓截面螺線管軸線上的磁場［J］.蘭州理工大學學報，2006，29（2）：25-28.

［2］候昭武.通電螺線管產(chǎn)生的電磁場［J］.廣西教育學院學報，2007，12（5）：35-37.

［3］劉耀康.螺線管磁場的數(shù)值［J］.高師理科學刊，2008，28 （1）：16-18.

［4］申兵輝.有限長密繞矩形螺線管的自感系數(shù)［J］.大學物理，2006，25（11）：36-37.

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1674-6708（2015）152-0189-01

國家自然科學基金：無限方差噪聲下的分數(shù)階多維變換域特性分析與多參數(shù)擴展及相關應用研究 ，編號： 61261046

陳愛霞，碩士，助理實驗師，研究方向：基礎物理