《自感演示实验》

自感现象演示实验的改进作者：谢高松来源：《中国教育技术装备》2007年第08期自感现象是由导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，它是学生不易接受，难以理解的内容，也是教学中的难点。

教师做好演示实验是至关重要的，有利于学生理解和掌握自感现象。

1教材中实验分析人教版全日制高级中学教科书《物理》（实验修订本·必修加选修）第二册第十六章“电磁感应”第五节“自感现象”一节，推荐了两个演示实验，图1为演示通电自感实验原理图，图2为演示断电自感实验原理图。

教材实验存在的不足: （1）通电自感实验和断电自感实验分别在两套实验装置上进行，学生易产生错觉，误认为通、断电自感是发生在不同的电路中，产生通电自感电路中无断电自感，产生断电自感电路中无通电自感，掩盖自感现象的本质，且操作不便；（2）在利用图2所示电路演示断电自感现象时，为了使现象明显，往往实验时要求I2>>I1，以达到断电时灯泡有明显的闪耀效果。

但在操作中，经常因为I2过大而将灯泡烧坏，造成实验器材损耗，不便于课堂上重复再现实验现象。

另外由于灯泡闪亮，只说明有电流流过，无法辨析电流方向的变化，不便于教学重点和难点的突破。

2实验装置的改进笔者针对教材中演示实验的不足，对实验装置进行了改进，实验电路原理图如图3所示，D1、D2为红色发光二极管，D3为绿色发光二极管。

改进说明：（1）用同一个电路来演示通电和断电自感现象，这样不会让学生产生错觉。

进行通电自感实验前，首先闭合开关稳定后，调节滑动变阻器使亮暗程度一样，然后再进行通电自感实验，观察D1、D2谁先亮。

（2）在进行断电自感实验时，断开开关，发现D2立即熄灭，而D3发红光。

通过二极管导通时发出不同色光，使效果更明显，可视性强，不需要保证I2>>I1，不会造成实验器材损耗，同时利用二极管具有单向导电性，可以反映电流方向，有利于教学难点的突破。

笔者在“自感”教学中采用了改进的实验装置，克服了教材实验的不足，取得了良好的教学效果。

作者： 蔡德荣
作者机构： 河北省丰润车轴山中学 064001
出版物刊名： 实验教学与仪器
页码： 8-8页
主题词： 自感现象;演示实验;通电自感;断电自感;发光二极管;演示器;自感电动势;电磁铁线圈;丰润车轴山中学;小灯泡
摘要： 高二课本在研究自感现象这一节课时,必须做好“通电自感”和“断电自感”现象的演示实验。

做好这两个实验是讲好这节课的基础,也是使学生形成正确认识的关键。

现行课本中是利用97页图4—15和图4—16来完成通电自感和断电自感现象演示实验的。

我们认为按照现行课本中的演示实验,使学生容易产生模糊认识。

“互感”与“自感”两个演示实验的设计作者：阮传志来源：《中学物理·高中》2016年第12期“互感”和“自感”现象概念相对比较抽象，尽管它们在电工技术和电子技术中有广泛的应用，但学生对相关知识的了解却很有限，对教材（人教版高中物理选修3-2）中提到的一些应用实例如“收音机”、“自感电动势烧蚀开关”等知识知之甚少，为了加强学生的感性认识，将抽象的概念具体化，体现从“从生活走向物理，从物理走向生活”的教学理念，笔者设计了两个课堂演示实验，它们操作简单，现象明显，说理清楚，趣味性强，对课堂教学能起到很好的辅助作用，兹介绍如下.演示实验一：“互感”现象的应用——制作简单的收音机为了介绍“互感”现象的应用，教材例举了“收音机”的例子，如图1所示为教材的插图，很明显这个例子及其所配的插图存在以下不足：首先是插图的可视性差，学生难以抓住观察重点；再者是“收音机”这种电子产品，远离学生生活，学生知道有这个东西，但使用少，相对陌生；还有就是即便手边有收音机，有打开看看的好奇心和“研究能力”的“熊孩子”越来越少，这一不足，可以通过设计、制作、使用如下的演示实验来弥补.【器材】：大线圈一个（500～1000匝）；小线圈一个（约100匝）；软铁棒一根（粗细能插入小线圈）；有源音箱（带原配信号线一根）一个；导线四根.【制作】：1.将有源音箱的信号线在中间位置裁成两段，取前半段，在剪裁端剖出两根芯线，分别与小线圈的两接线柱相接（使小线圈能连接耳机插孔）.2.将有源音箱的信号线裁下的后半段，在剪裁端剖出两根芯线，分别接大线圈的两接线柱（即大线圈与音箱组成一个回路）.3.组装、连接如图2所示.【操作】1.将电脑（或MP3、手机等）放出音乐；2.将信号线插头插入电脑（或MP3等）的耳机接口（即将小线圈接声源）.3.将大线圈（通过后半段信号线）接入有源音箱的音频接口，并打开音箱电源；4.并将小线圈插入大线圈中，音箱开始播放电脑（或MP3、手机等）音乐，这就是个简单的收音机.5.调节音量旋钮，将音量调到合适.【阐释的问题】：一个线圈的电流变化时，它所产生的变化磁场会在另一个线圈中产生感应电动势.利用“互感”现象，可以将能量传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用.演示实验二：“自感”现象的危害——断开开关电火花点燃小火炬：为介绍“自感”现象的危害，教材例举了“自感电动势烧蚀开关”的例子，如图3所示为教材的插图，显然它也有明显的不足之处：一是真实实验有困难（不少学校的实验室不具备实验条件，高级中学很少有学校配备工程技术类实验器材.），二是实际的实验操作有一定危险性，所以模拟实验是最理想的解决之策.【器材】：线圈一个（约1000匝），导线6根，开关一个，小灯泡（额定电压2.5 V）一个，电池盒一个，干电池4～6节，镊子一把，脱脂棉少许，打火机油少许.【制作】：1.如图4所示，将线圈、小灯泡、开关串联.2.将电源接入电路.【操作】：1.闭合开关，小灯泡发光，显示电路完好.2.手持线圈与小灯泡间的导线，松动导线与线圈的接线柱，做连续通断的动作，模拟开关通断，观察接线柱处有电火花放出.3.用摄子取少量脱脂棉，滴上少许打火机油，做成小火炬，靠近连续通断的接线柱处.4.重复操作步骤2，电火花将小火炬点燃.【阐释的问题】：1.在变压器、电动机等设备中有匝数很多的线圈，当电路开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害.2.提醒学生在易燃易爆的环境的环境中，正确用电，合理避险，如遇室内燃气泄漏，应立即打开门窗通风，迅速离开现场，切勿动任何电器开关！以上两个演示实验，都是根据相关知识，针对教学内容设计，可以弥补教材不足，活跃课堂气氛，引起学生学习兴趣，效果震憾，体验真切，说理清楚，激发探究精神，感悟实验真谛.当然，如果能将其设计成学生实验，让学生动脑、动手，教学效果可能会更好一些.。