[发明专利]一种电磁规律探究实验器及其实验方法

说明书

技术领域

本发明属于测量电磁变量技术领域，具体涉及为一种电磁规律探究实验器及其实验方法。

背景技术

通电自感和断电自感实验是高中物理最经典的实验之一，属于课堂必做的实验。几十年前一直到现在，中学物理实验室里配备的都是2446型自感现象演示器，它用两套独立的装置做通电自感和断电自感实验，在断电瞬间能观察到3.8V小电珠闪亮一下熄灭。因为没有别的选择，广大教师一直都用2446型自感现象演示器做自感实验，思考的只是怎样在课堂实验时操作熟练规范一些，在做“断电自感”实验时，断电瞬间可以观察到小电珠有闪亮的效果。没有人想到用220V的LED灯泡或220V的节能灯代替“小电珠”尝试实验，因为老师根本不相信，断电瞬间会达到点亮220V的照明灯的效果。

2446型自感现象演示器及方案存在以下缺点：

1.通电自感、断电自感、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系这三个实验是采用不同的实验装置完成的，用了三个线圈，造成资源浪费。

2.学校现有的2446型自感现象演示器质量有十多千克，不便于使用、搬运和贮存。

3.用2446型自感现象演示器做断电自感现象实验，虽然能观察到3.8V小电珠闪亮一下熄灭，但会引起很多学生的误解，认为线圈产生的自感电动势不会超过原来的电源电压。

4.利用教学用的可拆变压器模型做探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系这个实验时，因为漏磁等原因，副线圈测得的电压值明显低于预测值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种电磁规律探究实验器。

本发明的另一目的在于提供上述电磁规律探究实验器的实验方法。

本发明实现其目的采用的技术方案如下。

一种电磁规律探究实验器，包括底板和竖直板，所述底板后方连接了可拆卸的竖直板；

所述底板上设置有电源适配器、线性霍尔元件、变压器、电位器二、电流表；

所述电源适配器输入端输入220V的交流电，输出端输出交流电和直流电；

所述线性霍尔元件上相对一侧并联有毫伏表；

所述变压器包括线圈一、线圈二和线圈三，线圈二设置在变压器一端，线圈一和线圈三设置在变压器另一端；

所述竖直板上连接两组电路，分别为通电自感电路和断电自感电路；

所述通电自感电路包括依次连接的开关一、电位器一、小电珠二和小电珠一；

所述断电自感电路为电灯与相互并联且朝向相反的发光二极管一和发光二极管二串联，然后与相互串联的电源和开关二并联。

所述线圈一、线圈二和线圈三匝数比为1：2:4；所述线圈一两端分别设置接线柱十一和接线柱十二；所述线圈二两端分别设置接线柱零和接线柱一；所述接线柱一连接于定值电阻的一端，定值电阻另一端设置接线柱二；所述线圈三两端分别设置接线柱十三和接线柱十四。

所述开关一外端设置接线柱五；所述电位器一两侧分别设置接线柱十九和接线柱二十；所述接线柱十九设在电位器一和小电珠二之间；所述开关一和电位器一之间连接有接线柱三；所述小电珠二和小电珠一之间连接有接线柱六；所述电位器一阻值范围为5Ω-100Ω。

所述发光二极管一两端分别设置接线柱十五和接线柱十六，接线柱十五设置在发光二极管一和电灯之间；所述电源和电灯之间设置接线柱九；所述开关二和发光二极管二之间设置接线柱十；电灯和电源之间连接有接线柱七，发光二极管二和开关二之间连接有接线柱八；所述电位器二两端设置接线柱十七和接线柱十八；电位器二阻值范围为200Ω-5KΩ。

一种电磁规律探究实验器的实验方法，包括以下步骤：

所述电源和电灯之间设置接线柱九；所述开关二和发光二极管二之间设置接线柱十；所述电位器二两端设置接线柱十七和接线柱十八；

第一步，用导线将线圈二两端的接线柱零、接线柱一连到电源适配器的直流输出2.5V挡；

第二步，将线性霍尔元件的输入端口的两根引线分别与接线柱十八、接线柱九连接，用导线将接线柱十与接线柱十七相连，电源为一节5号干电池；将线性霍尔元件的输出端口的两根引线与毫伏表的两支表笔相连，毫伏表选择旋钮转到200mV挡；

此时，电源、开关二、电位器二、线性霍尔元件组成串连电路，并将线性霍尔元件放置于变压器的上表面中央；线性霍尔元件输出的霍尔电压用毫伏表的电压表测量；