中学物理教学法《电磁振荡》实验

六、电磁振荡、自感现象演示实验研究

实验目的：

1.了解在中学物理教学中进行电磁振荡、自感现象实验演示的教学目的和要求，了解这两个实验的困难所在；学会熟练使用几种电磁振荡、自感现象演示仪；通过对比使用，把握电磁振荡，自感实验的成功关键和改进方向；利用新型电磁振荡、自感现象演示仪进行自行设计的训练，培养用物理实验研究问题的能力。

2.熟悉新型演示仪及各个器件的连接方法，了解不同器件的使用技巧，正确连接各个演示实验的电路；

实验教学目的：

1.让学生了解新型电磁振荡、自感现象演示仪以及各个元器件；

2.让学生学会连接各个试验的电路；

3.让学生学会观察现象分析原因，得出实验结论的物理思想。

实验教学要求：

1. 教师要熟悉实验原理及熟练掌握实验电路的连接；

2. 实验前要为学生解释清楚实验的目的、原理以及实验过程中的注意事项；

3. 能随时解决学生在实验中遇到的问题；

4. 引导学生自主探索，自主操作；

5. 提醒学生一些安全事项和如何爱护仪器。

该实验在这一章里的意义：

LC电磁振荡：电磁感应现象实验在本章第一节，通过实验演示了电磁振荡，使学生建立一个电磁感应模型，为本章接下来的学习奠定基础；

自感现象：是本章教学内容要求的最后一节，通过实验对前面的内容进行总结、串接的作用。

实验仪器：J2425型变压器原理说明器，J2434电磁振荡、自感现象演示仪，新型电磁振荡、自感现象演示仪，演示电表，学生电源，导线若干。

实验原理：

新型演示仪：本仪器采用优质C型铁芯、两线圈串联，增大了自感系数与线圈直流电阻的比值，加上使用大型演示电表显示，使LC电路阻尼现象、自感现象更好。

实验的基本方法，实验过程：

1、演示LC电路阻尼振荡：先将两线圈串联后接在演示板上1、2号插孔电感位置上，作为电感Ｌ，将Ｒ１插入3、4号插孔，再将Ｊ0402型演示电表接在Ｒ１两端，开关K 2插入5、6、7号插孔中，注意要使开关公共端０接在６号插孔中，在8、9号插孔中插入电容Ｃ１，最后将电源插入10、11之中。实验时，先将开关ｋ１拨下，接通１与０，通过电源对电容Ｃ１充电，数秒后即可将开关上拨，使０与１断开而与联通，这样可见到电表指针开始振荡数次之后才停下来，而若将开关上拨半秒左右后，即只给电表一个电流冲击，可见到其指针不能发生振荡，这就说明该实验现象是LC电路电感振荡的反映。

2、演示自感现象：将两线圈的n1串联（顺接，将两线圈的2号接线柱连在一起，1号接线柱接至演示板上）而成，电源要通过一单刀双掷开关，接通电源，调节R2，使稳定时两灯泡A1和A2亮度相同。两次接通电源时，可见A1明显的后亮起来，而在R3取代L1后，，则看不到A1延迟发亮的情况，将铁芯取出也可看到A1、A2几乎是同时变亮的。若要在不改变电路的情况下，也能演示断电时自感现象，可将ＬＥＤ１的两端分别用夹子与４号和１号插孔相连，这样通电时，LED1不亮，自感电流通过Ａ１、A2表现，而断电时，可见LED1发亮，这说明自感电流通过L1-A1A2R2回路且方向为A2R2，若再看到LED1熄灭后立即拔掉A2，可见ＬＥＤ１又亮了一下，这说明自感现象是逐渐减小的。

实验的教学应用有哪些？

1、探究能够产生电磁感应的一些条件。

2、探究电感、电容的一些特性。

在中学物理教学中进行电磁振荡、自感现象实验演示都有哪些困难？

自感现象：

1.在实验中，延迟现象不明显，没有很强的说服力；

2.学生对自感现象存在一些错误的理解，认为通电的线圈在断电是，通电线圈的电流会有一个瞬时增大的过程；断电过程中，自感电动势必然很大，远远超过电源的电动势；自感电动势的大小与开关动作速度有关，快速通断电路是自感

电动势很大。

电磁振荡：

通断电源时，电压表和电流表指针运动并不是很慢，要同时观察处在不同地方的两个运动着的电表指针比较困难。

使用J2425型变压器原理说明器、J2434电磁振荡、自感现象演示仪和实验室自行研制的新型电磁振荡、自感现象演示仪进行自感现象的演示、LC电路阻尼振荡与等幅振荡的演示等实验。对比分析这些仪器在进行相同实验演示的不同效果及原因所在，进行这些实验分别都有哪些困难？要获得实验成功的关键分别是什么？