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2024年5月31日发(作者:)
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关于交变电流教学的两个创新实验
作者:刘红兵
来源:《物理教学探讨》2015年第12期
摘 要:介绍笔者设计的两个关于交变电流教学的创新实验。
关键词:交变电流;音乐手机;小蜜蜂扩音器
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)12-0051-2
在高中物理有关交变电流,甚至前面关于电磁感应部分的教学中,对于交变电流的观察和
测量,主要利用电流表。条件较好的学校也可以利用示波器进行观察分析。现在笔者来介绍两
个创新实验,利用手机、教师上课用的扩音器,以及原副线圈、平板电容器等简单设备,用
“耳朵”来“观察”和分析交变电流,进一步帮助学生理解交变电流的互感现象,和电容器对交变
电流的影响作用等等。
实验一:音频交变电流的互感现象
1. 所需器材
音乐手机,原、副线圈(也可自己用漆包线绕制),耳机音频线(2根),扩音器(俗称
“小蜜蜂”)。
2. 注意事项
①由于音频线很细,而且是漆包线,所以要用小刀仔细将漆面刮掉,再接到线圈接线柱
上。接好后最好用万用表检查是否接通。
②音频线A插入手机耳机插孔,音频线B插入扩音器的“MIC”插孔。(图1)
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3.实验步骤
①打开扩音器和播放手机音乐,都调节到合适音量。
②将原线圈由远及近地靠近副线圈,直至插入副线圈里,听扩音器播放出的音乐声音的大
小变化。(逐渐变大)
③将铁心插入原线圈中,倾听扩音器播放出的音乐声音的大小变化。(逐渐变大)
4.原理分析
①手机输出音频电流(为交变电流信号),经原线圈后产生交变的磁场(与音频信号的频
率一致)。靠近副线圈时引起副线圈中磁通量变化,从而产生(或还原为)交变的音频电流信
号。最后经扩音器进行音频放大,得到较大的音乐声。
②原线圈的靠近和插入铁心,都起到了增强副线圈中磁场强度的作用,以致于产生较大的
音频电流,从而音乐声会变大。
5.实验效果
通过多次实验教学,效果非常好,深受学生喜欢。
实验二:音频交变电流通过平行板电容器的实验
1.所需器材
音乐手机,平行板电容器,耳机音频线(2根),扩音器(俗称“小蜜蜂”)。
2.注意事项
①同上,要用小刀仔细将线漆面刮掉,各取音频线中一根线直接接好,又各取音频线中一
根分别与两金属板接好。
②音频线A插入手机耳机插孔,音频线B插入扩音器的“MIC”插孔。(图2)
③手不要直接接触金属板,以免产生杂音。
3.实验步骤
①打开扩音器和播放手机音乐,都调节到合适音量。
②将两板逐渐靠拢,倾听扩音器播放出的音乐声音的大小变化。(逐渐变大)
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③将两板正对面错开,倾听扩音器播放出的音乐声音的大小变化。(逐渐变小)
4.原理分析
①由于电容器的充放电作用,那么手机输出的音频电流(为交变电流信号),能够“通过”
电容器。最后经扩音器进行音频放大,放出较大的音乐声。
②根据平行板电容器的电容公式C=■,两板逐渐靠拢,电容变大,对音频电流的阻碍变
小,最后扩音器的音乐声变大。而将两板正对面错开,电容变小,对音频电流的阻碍变大,最
后扩音器的音乐声变小。
5.实验效果
通过多次实验教学,效果比较好,深受学生喜欢。
(补充:此实验还可以重新认识影响平板电容器的电容量大小的因素。)
这两个创新实验,取材方便而且时尚新颖,学生喜闻乐见,对加深理解交变电流的性质,
以及电磁感应、互感现象,平行板电容器的性质等等,都能起到很好的作用。
(栏目编辑 王柏庐)
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