实验十四选做

探究电磁感应现象

电磁感应

实验原理

当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势和感应电流,这种现象称为电磁感应现象。磁铁插入或拔出线圈时,线圈中磁通量变化,产生感应电流,检流计指针发生偏转。磁铁运动越快,磁通量变化率越大,感应电流越大。

交互模拟(3D)

拖拽旋转视角,移动磁铁穿过线圈,观察磁感线变化和检流计偏转

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磁通量 Φ: 0.00
感应EMF: 0.00
电流方向:
磁铁状态: 静止
拖动滑块移动磁铁,或点击"自动演示"

实验目的

  1. 探究产生感应电流的条件
  2. 理解磁通量变化是产生感应电流的本质原因
  3. 初步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系

实验器材

  1. 条形磁铁
  2. 线圈(或闭合导体回路)
  3. 灵敏电流计(检流计)
  4. 导线
  5. 蹄形磁铁
  6. 导体棒
  7. 滑动变阻器
  8. 学生电源
  9. 开关

实验步骤

  1. 将线圈的两端与灵敏电流计连接成闭合回路
  2. 将条形磁铁的 N 极插入线圈,观察电流计指针是否偏转及偏转方向;保持磁铁在线圈中静止,观察指针;再将磁铁从线圈中拔出,观察指针
  3. 改用 S 极插入、拔出线圈,重复实验,比较指针偏转方向
  4. 将磁铁换为蹄形磁铁和导体棒:闭合回路中导体棒做切割磁力线运动,观察电流计指针偏转
  5. 将导体棒与电源、开关、滑动变阻器连接,改变电流大小,观察与电流计相连的另一线圈中感应电流的变化
  6. 分析各种情形下磁通量的变化情况,总结产生感应电流的条件

实验结论

  1. 闭合回路中磁通量发生变化时,回路中产生感应电流;磁通量不变时,即使导体在磁场中,也没有感应电流
  2. 导体做切割磁力线运动是磁通量发生变化的一种情形,不是产生感应电流的唯一条件
  3. 感应电流的方向与磁通量的变化方式有关:磁通量增加与减少时,感应电流方向相反(初步体会楞次定律)

交流与评价

  1. 磁铁静止在线圈中时,为什么没有感应电流?
  2. 产生感应电流的本质条件是什么?切割磁力线是否一定能产生感应电流?
  3. 如何根据指针偏转方向判断感应电流方向与磁通量变化的关系?

注意事项

  • 灵敏电流计很灵敏,连接时要防止短路,读数时视线要与指针垂直
  • 磁铁插入、拔出线圈时要快而稳,便于观察指针偏转
  • 实验电路连接完成后要经检查再通电
  • 注意区分原磁场方向与感应电流产生的磁场方向
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