[发明专利]直接利用直流电定量验证法拉第电磁感应定律的实验方法

说明书

本发明涉及一种直接利用直流电定量验证法拉第电磁感应定律的实验方法，实施步骤如下：首先准备实验器材：直流30V稳压电源1个，直流12V电源1个，滑动变阻器1个，其阻值范围为0Ω～200Ω，工作电流为1A，开关2个；指针式灵敏电流计1个，其精度10^‑10～10^‑12A，满刻度电流30μA；毫安表1个，其量程300mA；旋转式电位器1个，其阻值范围为100Ω～2.2MΩ，额定电压50V；计时低速6档调速电机1个，万用表1个，螺线管1个，其直径为4cm；4匝并联线圈1个，其直径为10cm；线圈及螺线管支架1个及若干导线；然后进行操作实验；最后进行数据处理。本发明设计合理新颖、性能安全可靠、操作简便、有助于学生更形象直观地理解法拉第电磁感应定律；具有一定的经济效益和重大的社会效益。

技术领域

本发明涉及一种物理实验方法，特别涉及一种直接利用直流电定量验证法拉第电磁感应定律的实验方法。

背景技术

1831年发现的法拉第电磁感应定律是物理学中最重要的发现之一，它与1820年发现的奥斯特效应一起共同揭示了电现象与磁现象相互联系和相互产生的重要关系。法拉第电磁感应定律的发现在科学与技术上都具有划时代的重大意义。它不仅丰富了人类对电磁现象本质的认识，推动了电磁学的发展，而且在实践上开拓了广泛的应用领域。可以说，没有法拉第电磁感应定律的发现就没有现代的科学技术和现代电器化、信息化的生活。

法拉第电磁感应定律是高中阶段物理课及工科本科生“大学物理”课程的重要教学内容，它揭示了磁通量的变化率与感应电动势的定量关系。在高中阶段及目前本科“大学物理”的所有教学参考书中，法拉第电磁感应定律都是通过在线圈中插拔磁铁，观察灵敏电流表指针的摆幅和摆动方向等定性实验引入法拉第电磁感应定律缺少定量且更令学生信服的导入性实验。另外，目前在本科生的“大学物理实验”课中也没有直观定量验证法拉第电磁感应定律的实验。为了更好地理解法拉第电磁感应定律，有必要在高中物理及本科“大学物理实验”课中开设直观定量的研究电磁感应定律的实验。近几年来，王宗荣与汪新亮等人基于可拆交流演示变压器设计了两种定量验证法拉第电磁感应定律的实验。这两种实验用到交流电的知识，而中学生在学习法拉第电磁感应定律时还未学习交流电的相关知识，对于大部分工科大学生来说，交流电的内容并不是教学大纲的教学内容。因此，这两种实验有一定的局限性，不易为学生所理解。而采用可调电流强度的直流电设计一种直观定量验证法拉第电磁感应定律的实验，这非常有助于高中物理、大学物理及大学物理实验课程的教学工作。根据我们所了解的，采用可调电流强度的直流电，设计一种直接利用直流电的新颖的直观定量验证法拉第电磁感应定律的实验到目前还未见专利与文献报道。

因此，提供一种简单、新颖、合理、效果显著的采用可调电流强度的直流电设计直观定量验证法拉第电磁感应定律的实验方法，即直接利用直流电定量验证法拉第电磁感应定律的实验方法，是该领域技术人员当前亟待着手解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种设计合理、性能安全可靠、操作简便、应用效果显著的直接利用直流电定量验证法拉第电磁感应定律的实验方法。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种直接利用直流电定量验证法拉第电磁感应定律的实验方法，其特征在于实验方法具体实施步骤如下：首先，准备实验器材：直流30V稳压电源1个，直流12V电源1个，滑动变阻器1个，其阻值范围为0～200Ω,工作电流为1A，开关2个；指针式灵敏电流计1个，其精度10^-10～10^-12A，满刻度电流30μA；毫安表1个，其量程300mA；旋转式电位器1个，其阻值范围为100Ω～2.2MΩ，额定电压50V；计时低速6档可调速电机1个，普通万用表1个，螺线管1个，其直径为4cm；4匝并联线圈1个，其直径为10cm；线圈及螺线管支架1个，导线若干；

操作实验步骤：