关于电容、电感对交流电的影响实验的改进设计

如何简便而又明显的利用实验来验证或者探究电容和电感对交变电流的影响呢?我们未采用普通高中课程标准实验教科书物理<选修3-2>介绍的实验,而是利用如下的实验;实验现象明显,易于比较,效果较好.现将实验电路以及实验的具体操作方法介绍如下.     

“交流电有效值”概念教学

人教版高中物理教材<选修3-2>模块中"描述交变电流的物理量"一节介绍了交变电流的峰值、瞬时值、平均值和有效值,还给出了周期和频率的概念.一直以来该节课的教学是平淡无奇.实际上,教师在后续教学中发现,学生经常会将平均值和有效值混淆,在求交变电流的电荷和发热量时经常出错,究其原因,还是学生在有效值的学习中留下了疑点,没有将这个教学难点有效地突破.     

电感和电容对交流电的影响的实验设计

观察和实验是学生认识物理现象、获得有关感性认识的源泉,是学生学习物理知识、掌握科学方法的基础,同时也是研究和学习物理的重要手段.在高中物理"电感和电容对交变电流的影响"一节中,课本上设计的演示实验不能区别对于电感、电容对交变电流的具体影响;特别是在论述当交变电流的频率发生变化时,课本只是进行了理论上的阐述,没有相对应的实验演示来说明.这使学生在学习过程中缺乏感性认识,对这些规律基本上以记忆为主,缺乏深入的理解,教学效果不理想.我们在教学中摸索出一套演示实验,取材方便、操作简单、现象明显,能够有效地给学生答疑解惑,增加学生学习物理的兴趣.     

Clockwise vs Counter-Clockwise I-V Hysteresis of Point-Contact Metal-Tip/Pr0.7 Ca0.3MnO3/Pt Devices

Metal-tip/Pr0.7Ca0.3MnO3/Pt devices possess two types of I-V hysteresis： clockwise vs counter clockwise depending on the tip materials. The criteria for categorization of these two types of devices can be simply based on whether the Gibbs free energy of oxidation for the metal tip is lower or higher than that of PCMO, respectively. While the clockwise hysteresis can be attributed to electric field induced oxidation/reduction, the counter clockwise hysteresis can be explained by oxygen vacancy migration in an electrical field. Alternating-current conductance spectra also reveal distinct hopping barriers between these two categories of devices at high resistive states.     

霍尔元件的动态特性曲线的测量及研究

以实验手段研究了霍尔元件在交变电流及交变磁场下的动态特性.实验以霍尔效应实验为基础,改变其中某一自变量,通以交变信号并保持其他条件不变,观察实验现象,得出霍尔电压的幅频特性以及相频特性.从实验结果可以看出霍尔元件的动态特性与静态特性有很大的不同.     

交流电大小、方向变化演示仪

针对教科版高中物理演示交变电流的实验仪器存在的一些不足,对交流电大小变化的演示实验装置进行了改进,方法是利用满天星激光笔将原仪器看不见摸不着的磁感线用清晰可见的光点直观地展示出来。为了观察交变电流方向的变化则将两只红、绿发光二极管并联在线圈闭合回路中,利用红、绿发光二极管交替发光来演示电流方向变化,另外将大指针检流计串联在闭合线圈回路中来演示线圈切割磁场产生的感应电流大小呈周期性变化。     

探究正弦交流电有效值与最大值的关系

交变电流的最大值Im和Um是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值.交变电流的有效值I和U是根据电流的热效应定义的,即让交流与直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,这一直流的数值叫做这一交流的有效值.对于某一确定的交流电,其有效值与最大值间     

Automatic microcircuit formation based on gold-coated SU-8 microrods via dielectrophoresis

To explore the application of the characteristics of metallic microparticles, alternating current electric trapping of the SU-8 microrods coated with a thin gold layer by the chemical approach is investigated. Positive dielectrophoresis is used to absorb the gold-coated SU-8 microrods at the edge of the parallel electrodes, thereby forming chains to connect the electrodes. This is a fast automatic microcircuit formation process. Moreover, a non-charged molecule is modified on the surface of the gold-coated SU-8 microrod, and the modified microrods are controlled by the alternating electric field to form a number of chains. The different chains between the parallel electrodes consist of various parallel circuits. In order to compare these chains with different electric surfaces, the impedances of the metallic and modified microrods are measured and compared, and the results show that the gold-coated microrods act as pure resistors, while the microrods functionalized by a non-charged molecule behave as good capacitors.     

"三点一线"突破交变电流教学难点

1问题的提出 “三点一线”教学法：第一点，明晰课堂教学内容的重点和难点；第二点，掌握新旧知识的联结点与学生心理特点；第三点，了解学生思维兴奋点和能力创新点；“一线”则强调教学需按照“知识的发生和形成过程”这一流程线来组织教学，指的是课堂教学内容结构主线安排井然有序，思维主线发展层次分明，即使简单的物理问题也不简约其研究过程，让学生在课堂教学中养成科学的思维习惯和优秀的研究品质．2008年12月，笔者应常州市新北区教研室之邀，示范执教了普通高中《物理&#183;选修3—2》中“描述交变电流的物理量”．下面即以此节教学研究课为例，来阐述其核心观念在教学中的具体应用．     

连续波核磁共振实验的新型功率源设计

连续波核磁共振实验是近代物理实验中具有代表性的一个实验．本文提出一种新型磁铁控制功率源设计，该功率源能够产生有直流偏置的交变电流，直流偏置大小与交变电流的大小和波形都可调节，驱动绕在永磁体上的一组线圈，改变主磁场大小和扫场的扫场模式．