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        定量研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率關(guān)系的方法

        2017-08-02 06:50:57鄒建中
        物理教師 2017年7期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)方法

        鄒建中

        (江西省新余市第四中學(xué),江西新余 338000)

        定量研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率關(guān)系的方法

        鄒建中

        (江西省新余市第四中學(xué),江西新余 338000)

        《物理教師》2011年第32卷第5期刊出的“定量研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率的關(guān)系”的文章中,作者提出——“其用來測(cè)瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的儀器是普通的學(xué)生演示示波器,在顯示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)是一條亮線,消失速度較快”,讀數(shù)的困難是本實(shí)驗(yàn)最大的瓶頸.如何延緩亮線消失速度,是以后改進(jìn)的主攻方向.在此,筆者針對(duì)此難點(diǎn)的突破提出兩種方法,供大家參考.

        1 方法介紹

        方法1:用數(shù)字存儲(chǔ)示波器測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).

        實(shí)驗(yàn)裝置原理如圖1所示,圖2是實(shí)物圖.

        實(shí)驗(yàn)時(shí)讓磁體從高為H處自由下落,通過線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生一組脈沖輸入示波器,示波器記錄的波形清晰的反應(yīng)出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),其中的峰值就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值.

        圖1

        圖2

        圖3

        某次實(shí)驗(yàn)記錄的波形如圖3所示(n=100匝,ΔΦ恒定H=10cm),然后依次改變下落高度,表1是讓磁體分別從H=10cm,40cm,90cm處下落時(shí)記錄的數(shù)據(jù).

        表1

        方法2:用音頻編輯軟件(Cool Edit Pro)測(cè)電壓信號(hào)相對(duì)強(qiáng)度.

        圖4

        裝置如圖4所示,實(shí)驗(yàn)時(shí),將線圈接入電腦的話筒輸入端MIC,然后打開電腦中Cool Edit軟件,在菜單中選擇【File】→【New…】創(chuàng)建新文件,對(duì)彈出的對(duì)話框中單擊按鈕,即均按默認(rèn)設(shè)置.打開數(shù)字計(jì)時(shí)器并將其設(shè)置于計(jì)時(shí)狀態(tài).單擊軟件界面上的錄音鍵.釋放磁體,當(dāng)磁體通過線圈后,再按“”鍵停止記錄,改變下落高度,多次重復(fù)以上過程.電腦記錄的信號(hào)波形可記錄在一個(gè)文件中,對(duì)沒有信號(hào)的時(shí)段可進(jìn)行裁切刪除(如圖5示).

        圖5

        讀取每次線圈感應(yīng)電壓波形的峰值和磁鐵穿過線圈的時(shí)間,并將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入Excel軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.繪制速度——峰值關(guān)系圖(圖6),從函數(shù)圖像可以看出電壓信號(hào)強(qiáng)度與速度成線性關(guān)系,進(jìn)一步可以推知

        表2

        圖6

        2 結(jié)語

        隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的普及,使得傳感器在中學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用較為普遍,讀數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理較為方便,但有些太貴,無法普及.而以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置是廉價(jià)的傳感元件和簡單的電路組成的單一用途的測(cè)量系統(tǒng)或自制教具,完成了傳統(tǒng)儀器難以實(shí)現(xiàn)的目的,學(xué)生對(duì)測(cè)量原理的理解來的輕松一些,故提高物理教學(xué)的層次和效果,符合了新課程的教學(xué)理念.

        2017-01-21)

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