[实用新型]一种自感现象演示器

说明书

本实用新型公开一种自感现象演示器，包括第一数字电流表mA1、第二数字电流表mA2、开关S、电感L、可变电阻R和电源E，电源E与开关S连接，电源E和开关S的自由端连接有两并联支路，其中一并联支路为可变电阻R与第一数字电流表mA1的串联结构，另一并联支路为电感L与第二数字电流表mA2的串联结构，本实用新型有效避免因电流变化小，而导致自感现象持续阶段的整个阶段中持续时间长的后段无法观测到，从而延长学生的观测时间，加深学生对自感现象的印象，以提高教学效果。

技术领域

本实用新型涉及物理教学仪器领域，特别是指一种自感现象演示器。

背景技术

现行的高中物理教学仪器和教科书中，针对自感现象的教学伴有如图1、图2所示的电路演示，图1所示电路用于通电自感现象的演示，图2所示电路用于断电自感现象的演示。不管是图1所示的通电自感现象的演示，还是图2所示的断电自感现象的演示，演示时自感现象表现为灯泡A1、灯泡A2、灯泡A3的亮度变化，即通过观测灯泡A1、灯泡A2、灯泡A3的亮度变化来认识自感现象，具体地，按图1所示电路演示通电自感现象时，闭合开关S1，调节可变电阻R1，使灯泡A1、灯泡A2的亮度一致后断开开关S1，并再次闭合开关S1，在闭合开关S1后，因电感L1产生阻碍原来导体中电流变化的感应电动势，灯泡A2比灯泡A1后亮；按图2所示电路演示断电自感现象时，将闭合的开关S2断开，在断开开关S2后，因电感L2产生感应电动势，灯泡A3不会马上熄灭，而是闪亮一下再熄灭。该种自感现象演示电路，图1所示电路开关S1断开时理论上虽会产生断电自感现象，但由于RL电路时间常数太小，实际实验中灯泡A1、灯泡A2不会出现延迟熄灭的现象，图2所示电路则因电感L2支路上未设置灯泡，其通电时无法演示通电自感现象，所以，传统采用图1、图2所示两种电路分别演示通电自感现象和断电自感现象时，易使学生误以为图1所示电路不会产生断开自感现象，图2所示电路不会产生通电自感现象，不利于学生对电感自感的正确认知，同时，因灯泡无法体现出电路中电流的方向，自感演示中无法体现出电路中电流、自感电动势的方向，易导致学生不能全面、清楚地认识自感现象。

为解决上述问题，中国专利申请公开号为CN2446618Y的专利文件中公开了一种自感现象演示器，演示电路中采用指针式检流表代替传统通电自感现象演示电路中的灯泡。该种自感现象演示器，试图通过检流表指针偏转观测到电路中电流的方向，进一步可对自感电动势的方向进行清楚地认识，但采用指针式检流表的自感现象演示器存在如下缺陷：（1）自感现象的电流是按指数规律变化的，其电流变化的特点是：当自感现象接近结束的过程，电流的变化越来越小（或越来越慢），使得自感现象接近结束过程占了整个自感现象的大部分时间。当电流变化很小时，指针式检流表偏转也很小，观察者会认为指针式检流表不偏转，以为自感现象结束，使得可观察到的自感现象的延时时间很短。（2）公开号为CN2446618Y的专利文件中记载“演示断电自感现象，电路断开，L支路表针直接缓慢回零。R支路表针立即跳到反向最大（满刻度），再与L支路表针幅值相等，方向相反，同时回零”。该专利文件中，试图用R支路表针可以跳到反向，来证明断电自感时R支路的电流方向和通电自感时相反。实际上把L支路的电感换成电阻做实验，即断电时不产生断电自感现象，电路断开时，R支路表针由于机械惯性也会由正方向偏转到反方向，然后才回零。所以该实用新型不能令人信服地演示出断电自感时R支路的电流方向和通电自感时相反。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自感现象演示器。

为实现本实用新型的目的，现详细说明其技术方案：一种自感现象演示器，包括第一数字电流表mA1、第二数字电流表mA2、开关S、电感L、可变电阻R和电源E，电源E与开关S连接，电源E和开关S的自由端连接有两并联支路，其中一并联支路为可变电阻R与第一数字电流表mA1的串联结构，另一并联支路为电感L与第二数字电流表mA2的串联结构。