定量研究感应电动势与磁通量变化率关系的方法

邹建中

（江西省新余市第四中学，江西新余 338000）

定量研究感应电动势与磁通量变化率关系的方法

邹建中

（江西省新余市第四中学，江西新余 338000）

《物理教师》2011年第32卷第5期刊出的“定量研究感应电动势与磁通量变化率的关系”的文章中，作者提出——“其用来测瞬时电动势的仪器是普通的学生演示示波器，在显示感应电动势时是一条亮线，消失速度较快”，读数的困难是本实验最大的瓶颈.如何延缓亮线消失速度，是以后改进的主攻方向.在此，笔者针对此难点的突破提出两种方法，供大家参考.

1 方法介绍

方法1：用数字存储示波器测量感应电动势.

实验装置原理如图1所示，图2是实物图.

实验时让磁体从高为H处自由下落，通过线圈时会产生一组脉冲输入示波器，示波器记录的波形清晰的反应出线圈中产生的感应电动势，其中的峰值就是感应电动势的最大值.

图1

图2

图3

某次实验记录的波形如图3所示（n＝100匝，ΔΦ恒定H＝10cm），然后依次改变下落高度，表1是让磁体分别从H＝10cm，40cm，90cm处下落时记录的数据.

表1

方法2：用音频编辑软件（Cool Edit Pro）测电压信号相对强度.

图4

装置如图4所示，实验时，将线圈接入电脑的话筒输入端MIC，然后打开电脑中Cool Edit软件，在菜单中选择【File】→【New…】创建新文件，对弹出的对话框中单击按钮，即均按默认设置.打开数字计时器并将其设置于计时状态.单击软件界面上的录音键.释放磁体，当磁体通过线圈后，再按“”键停止记录，改变下落高度，多次重复以上过程.电脑记录的信号波形可记录在一个文件中，对没有信号的时段可进行裁切删除（如图5示）.

图5

读取每次线圈感应电压波形的峰值和磁铁穿过线圈的时间，并将对应的数据输入Excel软件中进行数据处理.绘制速度——峰值关系图（图6），从函数图像可以看出电压信号强度与速度成线性关系，进一步可以推知

表2

图6

2 结语

随着现在科学技术的普及，使得传感器在中学实验中的应用较为普遍，读数和实验数据的处理较为方便，但有些太贵，无法普及.而以上两个实验装置是廉价的传感元件和简单的电路组成的单一用途的测量系统或自制教具，完成了传统仪器难以实现的目的，学生对测量原理的理解来的轻松一些，故提高物理教学的层次和效果，符合了新课程的教学理念.

2017－01－21）