自制电风车演示尖端放电的操作及原理探究

全日制普通高级中学教科书《物理》(第二册)以及现行的人教版普通高中课程标准实验教科书《物理·选修3-1》对尖端放电现象的处理上,均以避雷针作为静电感应现象应用的实例.笔者对尖端放电实验进行了探讨,发现采用自制风车演示尖端放电实验趣味性强,课堂效果明显.并在实验基础上对其原理进行了初步探索. 1 实验探究 (1)电风车的结构制作 材料和工具:易拉罐,缝衣针,泡沫板,剪刀,直尺,圆规,鳄鱼夹,导线,范式起电机,手摇静电起电机.     

尖端放电现象的演示实验

为了演示尖端放电现象,我们自制了一种教具——静电电动机,它不仅可以形象地演示尖端放电现象,同时也可演示接地导体的静电感应现象,以及电荷之间的相互作用.下面将教具的制作方法,实验现象及其原理介绍如下: 取一块厚度约为0.5毫米的有机玻璃板制成两块直径为100毫米左右的圆斤,其中一块中心钻—小孔,装一个揿钮,另一块中心钻一直径为10毫来的孔.截一张长为315毫米、宽为240毫米的长方形涤纶薄膜(聚脂薄膜)片将其卷成圆筒.将两块有机玻璃图板用502胶水粘在涤纶薄膜片两端,并且用玻璃胶水纸将涤纶薄膜连接处粘住,这样就成为一只绝缘性能很好…     

物理教学中尖端放电实验方法的研究

处于静电平衡的导体尖端电荷密度较大,从而使导体尖端附近的场强就特别强,这会导致尖端放电.对于尖端放电现象,在中学物理教学中,常常用蜡烛火焰在尖端附近的电场作用下被吹离原位置来演示,又称"电风".     

机械扫描振子的研制及演示

由于机械扫描振子在振动区间存有一共振峰,故提出了采用选频放大器驱动电路消除振子在振动区间的非线性的设计,并应用于演示弦线驻波、共振和李萨如图等实验中.     

自感现象演示实验的改进

自感现象是一种特殊的电磁感应现象,学生对自感现象缺乏感性认识,教材是在演示实验的基础上讲述自感现象的.传统的演示是先演示通路时的自感现象,再演示断路时的自感现象,这种演示分别用两个电路来完成,如图1、2所示.     

自感现象演示器的设计与改进

目前,一些中学或中专物理教材中,对自感现象的演示装置常采用图1和图2所示的电路.图1用于演示通电自感现象,图2用于演示断电自感现象.实际教学中,由于实验装置常采用1.5V小灯泡亮度较小,A、B两灯泡达到相同亮度的时间差也较短,自感现象不是太明显.另外由于两个电路是独立的,容易让学生产生这样的误解:图1所示的装置,在通电时有自感现象,在断电时没有自感现象;图2所示的装置,在断电时有自感现象,在通电时无自感现象.为了使自感现象明显,同时消除学生的误解,我们对这一演示装置重新进行了设计和改进.     

基于DISlab的自感现象演示实验研究

在中学物理教学中,传统的自感现象演示实验只能进行定性研究,利用DISlab进行自感现象演示实验研究,实现了定性及定量研究.通过实验电路的改进,进一步增强实验的演示效果.在实验过程中发现了一些特殊的实验现象并对此进行相应的思考.如在通电后,在灯泡电压达到稳定前出现了一个峰值;当改变电源极性重复操作实验时,弛豫时间变长等.     

低温功率器件驱动电路实验研究

低温电力电子技术的发展日益得到重视,主要是由于功率器件(如功率MOSFET和IGBT等)在低温下表现出更好的性能,如更低的通态阻抗,更高的开关频率等.为了实验测试和充分利用功率器件在低温下的这些性能,急需寻找或设计可以在低温下稳定可靠工作的功率器件驱动电路.我们在对目前商业化的驱动芯片进行分析的基础上,从中挑选了三种在低温下进行实验,对其输出波形随温度的变化进行研究,首次发现了可以在-196℃(77K)稳定工作的驱动芯片,其驱动性能基本能够满足低温下驱动功率器件的要求,为功率器件低温特性测试及低温功率变换电路的设计奠定了坚实的基础.     

电磁谐振水波干涉演示仪的设计研究

本文介绍了一种自制的水波干涉衍射演示实验装置.装置利用低频信号源输出低频正弦信号,经电磁转换驱动振子做简谐振动,振子作为波源在水槽中激发水波观察水波干涉衍射现象.本文定量地分析了装置中最重要的驱动部分和振动部分的物理学原理,给出了控制演示实验效果的有效途径.装置结构简单,易于控制,成本低,实验效果明显.还可演示两列频率、振幅不相等的水波的相遇情况.     

“真空不能传播声音”实验改进

针对传统的"真空不能传播声音"实验的不足,利用注射器、LED等器件设计了演示电路.该电路利用注射器营造真空环境,放置在注射器中的音乐卡发出的声音随着注射器中的气压减小而变小,直至消失,由此演示出了真空不能传播声音的现象.     

尖端放电演示

我讲授初中物理下册尖端放电一节时,因为学校只有一个球形绝缘导体,不能做像课本中14页那样的演示实验,于是又找了一个枕形     

对《自感现象实验的改进》的商榷

本刊2011年第10期刊登了《自感现象实验的改进》一文．在实验改进方案一“用‘通电自感’电路演示通、断电自感现象”中,提出用如图1（原文图3,下同）所示电路演示通、断电自感现象．笔者按文中内容操作,使用图1电路进行的通电自感实验,不能观察到原文描述的“D1滞后于D2正常发光”的演示效果．     

半导体激光器的微微秒增益开关特性研究

采用自行研制的增益开关驱动电路产生的电脉冲驱动半导体激光器,从实验上研究了输出激光的脉宽、功率随偏置电流及驱动电脉冲的变化情况,找出了最佳工作点。并通过解析模型和数值计算两种途径从理论上较好地解释了实验结果。 关键词：     

一种高效稳定的光伏LED照明系统设计

为提高光伏照明系统中太阳能电池的光能利用率,对太阳能电池输出进行最大功率跟踪。设计以最大功率跟踪芯片SM72442为核心的太阳能充电控制电路,采用光伏全桥驱动芯片SM72295驱动MOS管,构成同步Buck电路,实现太阳能输出最大功率跟踪;利用LED驱动芯片XL6005设计LED驱动电路。测试数据表明,太阳能光伏电池的充电效率平均达到87.92%,LED驱动电路效率最高为91.6%。系统工作稳定,能满足特定场合下的照明需求。     

电磁诱导透明的经典类比

介绍了电磁诱导透明现象及实质,并利用2个经典的线性耦合RLC电路模拟演示了电磁诱导透明现象,发现耦合电容越小,效果越明显.该实验有益于学生对量子相干现象的理解.     

声驻波演示仪

以ICL8038和TDA7294为核心,设计声驻波演示仪的音频信号源与功率放大的驱动电路,用扬声器对驻波管内的雾滴产生区域性声压.在不同声压下,管内雾滴呈现不同程度的凝并现象,在重力作用下发生不同程度的沉降,从而直观地演示出驻波的波形特征.配以不同材质的活塞式反射界面,可演示声波在界面反射时的半波损失.     

RL电路断电过程中影响自感电动势最大值的因素分析及实验验证

对RL电路的暂态过程中影响自感电动势最大值的因素进行了理论分析,并应用不同的仪器和方案进行了实验验证.对如何利用电压效应改进自感现象的演示实验提出了改进思路.     

基于PASCO系统的混沌摆实验

基于PASCO系统研制了受周期外力驱动的混沌摆实验仪,调节混沌摆系统的参量可演示非线性动力学特征行为,描绘了无驱动及有驱动下的系统相位图,并分析了初值敏感性、奇异性(奇异吸引子)现象.应用混沌摆的动力学方程,进行Matlab仿真实验.实验结果表明:混沌摆实验系统动力学的性质依赖于振动频率值,系统驱动振幅必须大于一定阈值是混沌相出现的必要条件.     

对自感现象中灯泡亮度的研究

本文通过对演示自感现象实验中灯泡亮度的问题讨论 ,对自感现象进行电路分析 ,加深了对自感现象的认识     

尖端放电中的极性效应

基于气体击穿的汤森德理论和流注理论定性地分析了一个尖端放电演示实验中极板的极性对放电过程的影响．指出了尖端接电源的阳极时击穿电压比接阴极时低的原因．