断电自感实验的再改进

严青荣

(阜宁县陈集中学,江苏阜宁 224411)

1 引言

实验是教师施展教学艺术的独特方法,教师如果在认真研究教材上的演示实验的基础上将它改进,教学会受到很好的效果.

人教版《物理◦选修3-2》电磁感应第 6节互感和自感现象一节,推荐了断电自感现象.如图1,灯泡 A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中.接通电路灯泡正常发光.断电时,这时可以发现灯泡没有立即熄灭,而是闪了一下.

笔者认为存在两点缺陷,如作以下改进,可以减少实验器材损耗,也可使实验变得更生动,可视性会更强.

图2

2 缺陷与改进

缺陷1:在操作中,灯泡经常因流过电流过大而可能烧坏,造成实验器材损耗,不便于实验现象的重复再现.

改进:如图2,笔者把灯泡A换成测电笔中的氖管B(氖管的耐压值较高,不易烧坏.),带铁芯的线圈L换成自感线圈可用可拆变压器的0～1 400匝或镇流器(镇流器的自感系数较大),开关S换成2根钢锯条,只用 1节旧的干电池作为电源.双手各拿1根钢锯条,使这2根钢锯条的锯齿部分接触并滑动,手就会触电,同时氖管会不断的闪光.

分析:2根锯齿部分接触并滑动,发生很快地间歇性的接触,从而使电路频繁地进行通断转换,在电路中就产生变化很快的电流,通过线圈并产生较大的自感电动势,电路中的电压瞬间升高,就可以引起触电,同时氖管不断闪光.

优点:这样演示断电自感现象非常明显,1节旧干电池作为电源引起断电自感,会使人触电,能让学生亲自体验自感现象和触电现象(对人体无危害的触电),激发学生浓厚的学习兴趣.

缺陷2:由于灯泡闪亮,只说明有电流流过,无法辨析电流方向的变化,不便于教学难点的突破.

图3

改进:如图3,在各支路中按图示接3个发光二极管,D1、D2导通时发红光,D3导通时发绿光.

分析:二极管具有单向导电性,并且通过二极管导通时发出不同色光来反映电流流向.

优点:这样设计使抽象问题具体化,对比明显,可视性强,有利于教学难点的突破.

3 结束语

创造性地设计演示实验,是值得每一个物理教师尝试和思考的课题,也符合新课程标准的理念和内涵.