对线圈自感探究实验的改进3页

1、对线圈自感探究实验的改进前言在课后动手探究线圈自感现象时，我使用了课本上给出的两个演示实验电路图（如图1）进行操作，由于灯光本身靠钨丝在高温下原子跃迁发光，断电后还需一个缓慢降温的过程，因此，实验结果并不十分理想，而且，实验无法说明产生的自感电动势的方向问题，那么，怎样才能更好的解决这些问题呢？ 图1正文一、改进原理利用二极管的单向导电性来显示出电路通/断两个状态发生时的电流方向，从而得出相关结论。二、电路设计 1）为了直观显示出不同方向电流，这里采用红绿两种不同颜色的发光二极管，并且使红色发光二极管发光表示与电源产生电流相同方向的电流，绿色发光二极管发光表示反向电流（如图2）。 图22）考虑

2、到线圈本身有一定电阻，由于需要通过二极管亮暗程度来分析电流，所以应在别一支电路上串联一个等效电阻（如图3）。 图33）此外，为要使二极管在安全工作，还要在干路上使用滑动变阻器控制电压。综上所述，改进后的实验电路如图4所示： 图4三、实验器材改进后的实验器材有四节1.5伏干电池，开头一个，导线若干，红色发光二极管两只，绿色发光二极管两只，自感线圈、滑动变阻器、定值电阻、电压表各一个。四、实验过程1、按图2所示联接电路，约定在线圈去路上红色二极管为R1，绿色发光二极管为G1，在定值电阻所在支路上红色二极管为R2，绿色发光二极管为G2。2、调节滑动变阻器，使两支路两端电压5伏。3、闭合开关，观察线圈

3、所在支路上两只二极管发光情况，并做记录。4、断开开关，观察线圈所在支路上两只二极管发光情况，并做记录。5、闭合开关，观察定值电阻所在支路上两只二极管发光情况，并做记录。6、断开开关，观察定值电阻所在支路上两只二极管发光情况，并做记录。7、闭合开关，观察R1、R2发光强度与时间关系。8、断开开关，观察R1、R2、G1、G2发光强度与时间关系。五、实验现象1、开关闭合后，R2立刻发出红光，R1缓慢发出红光，G1、G2均不发光。2、开关断开后，R1缓慢熄灭，R2立即熄灭，G2由最亮缓慢熄灭，其变化在时间上与R1同步，G1不发光。整理表格得：时间变化变化二极管编号电路断开 闭合闭合 断开亮暗变化变化完

4、成时刻（以开始发光时刻为t）亮暗变化变化完成时刻（以开始发光时刻为t）R1暗 亮t+t亮 暗t+tG1暗（无变化）暗（无变化）R2暗 亮t亮 暗tG2暗（无变化）亮 暗t+t六、现象分析与论证1、在K闭合后，R1、R2两端加有正向电压，电流均为从左向右，而R1立即达到最亮，R2缓慢达到R1的亮度。说明在该支路中是有阻碍电流立即增大的，且这个阻碍与电感L本身电阻无关。因此得出结论：线圈L产生了与电源电动势相反的感应电动势，阻碍了电流的突然增大。2、在K断开后，R2瞬时熄灭，但G2由暗变亮，说明G2接有正向电压，而R1逐渐变暗，最终于G2同时熄灭，说明此时L、R1、G2、R构成回路。因此得出结论：线圈自感产生与电源电动势相同方向的感应电动势来减缓电流突然减小。七、总结由于改进后的实验显示了自感电动势的有无和方向，并且使实验整合到了一个电路内，排除了一些非本质的干扰因素，此外，改进后实验线路并不复杂，器材不多，容易操作。但缺点也是显而易见的，实验并