巧用线圈的“电流渐变”特性解自感问题

自感现象是指当线圈中电流变化时,线圈内磁通量变化,从而在线圈自身产生感应电动势的电磁感应现象.产生的感应电动势(又称自感电动势)总是阻碍线圈中电流变化,其"阻碍"效果,可以从教材中的通电和断电自感实验很好地体现出来.不少教师在教学中发现,学生对于课本实验的理解并不     

气垫导轨上的电磁感应实验

利用滑块带动金属杆切割亥姆霍兹线圈中心区域匀强磁场的磁感应线,可以产生感应电动势.通过实验可以验证感应电动势大小与金属杆运动速度、长度以及磁感应强度之间的关系,也可以验证感应电动势大小和磁通量变化率成正比.     

法拉第电磁感应定律定量实验的创新

本装置结合现代技术利用Arduino与电子元器件等定量验证法拉第电磁感应定律,探究感应电动势与磁通量变化率、角速度、匝数等因素的关系,有助于教师教学演示及学生理解,激发学生对科技与物理的学习兴趣.     

直接定量验证法拉第电磁感应定律的实验构思

为了进一步丰富高中物理实验课及大学物理实验课的课堂教学内容,针对目前物理实验教学中缺少法拉第电磁感应定律定量验证的实验项目等实际情况,我们设计了一种定量测量验证法拉第电磁感应定律的实验项目。这个实验主要是采用均匀改变螺线管中直流电电流强度从而在临近线圈中产生感应电流,建立螺线管中电流强度的变化率与感应电动势之间的定量关系来验证法拉第电磁感应定律。这个实验既可以作为高中物理的实验课教学内容,也可作为理工科大学物理实验课的教学内容,有助于学生直观地理解法拉第电磁感应定律。     

探究电磁感应定律计算公式两种方法的比较

采用数字示波器可以记录磁铁穿过感应线圈中产生的感应电动势的峰值,进而进行定量研究法拉第电磁感应定律;电脑音频编辑软件Cool Edit Pro也可以像数字示波器一样记录感应电动势的峰值,同样可以探究感应电动势的大小.     

电磁驱动的异步问题

矩形线圈的平面垂直干均匀磁场,磁感应强度为B,线圈不动,磁场以速度vB向右运动.因通过线圈的磁通量变化,在线圈中产生感应电动势和感应电流i,磁场对电流i的安培力Fm方向向右,将驱使线圈也以速度v向右运动.显然,只有线圈的速度v小于磁场的速度vB──即异步才能有电磁感应,线圈也才能继续运动.以下我们来证明ν<νB. 设附图中的矩形线圈abed的质量为m,其回路电阻R,且在t=0时,ad边与磁场边界重合.t时刻后,磁场向右运动距离为vBt,线圈向古运动为x,则只有在面积l(vBt-x)上才有磁通量通过,即而感应电动势e及感应电流i分别为e及i的方向均由a至d…     

法拉第电磁感应定律验证实验的设计

法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要内容，它揭示了感应电动势E感与闭合线圈内磁通量的变化率△Ф/△t、线圈匝数n所成的正比关系：E感=n△Ф/△t在实验总结出感应电流、感应电动势产生的条件后，教材中通过用条形磁铁插入、拔出串接了灵敏电流表的闭合线圈实验，分析插、拔磁铁的快慢与灵敏电流表指针摆动幅度的关系，得出“闭合线路内，磁通量的变化率越大，线圈的匝数越多，产生的感应电动势也就越大”的结论。     

基于LabVIEW改进法拉第电磁感应定律实验装置

传统法拉第电磁感应定律实验存在难以可视化测量、难以定量测量等问题.利用LabVIEW虚拟仪器技术,结合数据采集卡、红外线传感器等搭建装置,运用磁铁自由落体运动得到不同磁通量变化率,实现了感应电动势的可视化测量及法拉第电磁感应定律定量化测量.     

Arduino开源平台在高中物理实验教学中的应用

Arduino作为一款简单易上手、价格低廉、便捷且灵活性强的开放源代码电子原型平台,能够在丰富高中物理实验教学资源的同时让学生接触和学习到紧跟时代前沿的技术.为突出高中物理教学的创造性和时代性、培养学生的科技素养,旨在开发基于Arduino的新型教学案例来证明其在高中物理实验教学中的教育价值.     

基于薄膜动圈式的次声波监测装置设计

基于薄膜动圈式声-电转换原理,利用次声波产生的空气微压波动带动薄膜上线圈受迫振动,引起线圈内磁通量的变化产生感应电动势,将声信号转换成电信号进行采集,设计便携式次声监测装置.在模拟简谐次声环境中的测量结果表明,该装置能够准确地测量出振动频率,并对其幅度进行监测.     

基于LabVIEW和Arduino的远程监控系统设计与实现

针对现场采集数据实时远程监控的要求,根据LabVIEW强大的功能模块和Arduino灵活易用的开发特点,提出以Arduino为控制器,采用Arduino软件与LabVIEW软件交互编程的设计思想。为解决LabVIEW在本地服务器Web发布的局限性,同时简化系统的硬件设计,增加使用的灵活性,使用云计算作为服务器,设计实现了一种基于LabVIEW和Arduino的无线串口采控和实时同步Web发布的系统。测试结果表明,该系统界面友好,运行可靠,可扩展性很强,可以在整个互联网上通过网页建立Web请求。     

相对论感应电动势及其在参考系变换下的计算

本文考察相对论情况下动生、感生电动势之间的相对性.分析不同参考系总感应电动势数值改变的原因.给出参考系变换下计算总感应电动势的普遍公式.计算了无线长直导线电流外运动矩形及圆形线圈的感应电动势.最后指出运动观者测出的总感应电动势等于静止观者不同时刻在导体不同位置测量电动势的总和.     

导体细线圈在均匀磁场中的自感现象

利用法拉第电磁感应定律和基尔霍夫第二定律,求解了随时间变化的均匀磁场中静止和旋转的导体细线圈上的感应电动势和感应电流.发现对于静止的导体细线圈,在每个周期内,有两次时间间隔,感应电动势与感应电流反向,并且有两次时间间隔,楞次定律不成立.随着磁场变化的圆频率趋向无穷大,感应电动势的峰值趋向无穷大,而感应电流的峰值趋向一个常数.只有忽略自感,线圈上的感应电动势和感应电流才会满足欧姆定律.最后,分析了导体细线圈所围平面的磁场分布和线圈自感系数.     

“电磁学”新版中有关自感的一个值得注意的改动

有关自感现象的典型演示实验,示于旧版下册39页图 5-25行,如下图所示,原文为:“当迅速地把开关K断开时,可以看到灯泡并不立即熄灭,而是突然更亮一下以后才熄灭.这是因为当切断电源时,在线圈中引起一个很大的感应电动势.这时,虽然电源已切断,但线圈L和灯泡S组成了闭合回路,线圈中产生的感应电动势在这个回路中引起感应电流,所以灯泡并不立即熄灭,由于在电源切断时很大,感应电动势和由此引起的感应电流很大,因此灯泡能发生短暂的强光.” 新版中把“而是突然更亮一下以后才熄灭”句及“所以灯泡并不立即熄灭”到上段末全部删去,并加上“为了…     

基于DIS的法拉第电磁感应定律之探究

电磁感应定律教学的困难在于继定性分析之后,如何有效地引导学生理解感应电动势与磁通量变化率的关系,并得出定律的数学表述.论文将通过自制的"数字化法拉第电磁感应定律实验装置",尝试从B-t图像与I-t图像综合分析的角度引导学生探究电磁感应定律,以"变化率"的比较理解感应电动势与磁通量变化率的关系,进一步从电荷守恒验证电磁感应定律的探究结论.     

感应电动势的相对性

关于电磁感应现象的相对性,已有不少讨论.当我们深入到一个闭合线圈的感应电动势的定量变换时,如果忽视了同时概念的相对性,就容易得出不正确的结论来[1].本文试图通过具体的例子来阐明这一点. 首先,为了避免同时概念的相对性带来的麻烦,设一平面闭合线圈固定在惯性系Σ'的x'=a平面内,该线圈相对于另一惯性系Σ,则是以匀速v垂直于四面沿x轴正向行进着.若Σ系里原有稳恒磁场B=B(x,y,z),由于运动线圈切割B线,线圈内产生的电动势 它将促使运动线圈的电量重新分布,从而又相应形成电场E;为简化讨论,假定它沿着线圈的环流为零,即这时,线圈内的电…     

基于电磁感应原理的单摆法测量重力加速度

本文将单摆法与电磁感应原理相结合,用永磁球体作为摆球,并且在其正下方放置多匝线圈.当摆球做简谐运动时,线圈内部磁通量对应地发生周期性变化,从而产生周期性的感应电动势.使用滤波器模块过滤噪声,并利用示波器采集周期性信号.通过判读电动势信号即可准确获取单摆的周期信息.进一步通过改变摆球和线圈之间的相对高度衡量电磁阻尼对于测量的影响,发现测量的周期与相对高度无关,说明电磁阻尼是可以忽略的,这与半定量分析结果是一致的.本文测量的重力加速度实验值与本地参考值有很好的一致性.     

<电磁学>自学辅导材料(四) ——电磁感应和暂态过程

1电磁感应的两个实验定律一、楞次定律 此定律回答闭合导线回路中感应电动势的方向问题,其表述为:感应电流的磁通总是力图阻碍引起感应电流的磁通的变化。 用楞次定律判断感应电动势方向的“四步法”, 1.确定原磁通的方向. 2.确定原磁通的增减. 3.用楞次定律确定感应电流的磁通的方向,即:增时,与反向;减时,与同向. 4.确定感应电流的方向(即感应电动势的方向):感应电流的方向与成右手螺旋关系. 例:如图1所示,当矩 形线图向古运动时,确定 线圈中感应电动势方向. 我们看到:原磁通方 向垂直纸面向里,而且当 线圈运动时,减小,由楞 次定律可判断感…     

利用DIS和手机传感器定量验证法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律是高中物理教学的重要内容，因磁通量的变化率难以测量和计算，如何对其进行定量验证成为了教学中的一个难题，本研究利用Dislab传感器和手机传感器相结合进行了实验，并且成功验证了感应电动势与磁通量变化率成线性关系.     

“测定电池的电动势和内阻”实验的合作探究学习

以"测定电池的电动势和内阻"实验的教学为例,介绍了如何组织合作探究学习,优化高中物理实验教学.