电磁感应与磁悬浮力

  1. 由上海大学电子设备厂生产的电磁感应实验仪一台,主要器件有线圈和软铁棒,组成如图1所示。
  2. MSU-1电磁感应电源一台,面板接线如图2所示。
  3. 小铝环2只(其中1只有切割的缝隙),等厚但外径较小的小铝环1只。
  4. 小铜环2只(其中1只为黄铜环,另1只为纯铜环,小软铁环1只,小钢环1只。
  5. 塑料环1只,游标卡尺1把,电子天平1台。
  6. 由铜线绕制的线圈环1只,并在线圈环上接有小电珠。

图1 图2

电磁学之所以迅速发展为物理学中的一个重要学科,在于它的强大生命力,在于它在经济生活中有丰富的回报率。电磁感应原理不但在传统的电机工程、变压器效应、无线通讯等领域中独领风骚,在现代医学、现代交通、信息产业等领域中也有许多应用。 本实验就是要通过一些电磁感应现象的揭示,悟出其中的原理和奥妙,并研究它的现象和磁力对各种材料的影响,探讨其在现实生活中的应用和发展,这对电磁感应从理论到实际的联系,对电磁感应的成因,性质、效应和规律的理解,都有很大的收益。

  1. 什么是电磁感应?其产生的电流、电动势和电磁场如何定义?
  2. 楞次定律说明了什么?此实验中电能可能转化为何种能量?
  3. 什么叫磁力?它和安培定律有什么关系?
  4. 说明磁场强度及其对电流的关系?
  5. 变压器和电磁感应有什么联系?其原理是什么?
  6. 什么叫电阻率?它在电磁感应中起了什么作用?
  7. 什么叫电磁铁?什么叫磁化? 它们都有什么作用?
  8. 什么叫涡流?什么叫感应电场?
  1. 将小铝环套在MSU-1电磁感应实验仪的软铁棒上,接好连接线。将MSU-1电磁感应实验电源调到零电压的输出位置,交流档将开关合上,逐渐增大调压变压器的输出电压,小铝环将逐渐上升并悬浮在软铁棒上,用同体积的黄铜环和纯铜环做上述实验,会发现在外界条件(如电压)相同的情况下,这3个环在软铁棒上所处的高度却不一样。
  2. 用电子天平称出上述三个小环的重量 , 用游标卡尺测量它们的体积,找出它们上升高度不同的原因。
  3. 用小的软铁环套在MSU-1电磁感应实验仪的软铁棒上,重复实验内容1的操作,会发现小的软铁环几乎是粘在软铁棒上,用手将其套在软铁棒的任意高度处,都会被软铁棒吸住,这是为什么?
  4. 用塑料环和有缝隙的小铝环做上述实验,会发现什么现象?有缝隙的小铝环焊上 1 根铜线会有什么变化?
  5. 用等厚但外径不一样的小铝环做上述实验,和实验内容1中的小铝环相比,会发现什么现象?如何解释?
  6. 实验内容1的实验过程中,MSV-1电磁感应实验仪的软铁棒和套入的金属小环为什么会发热?
  7. 实验时用铜线绕成的线圈环套入软铁棒,线圈环中的小电珠为什么会发亮?其亮度为什么会随线圈环离软铁棒的距离呈递减趋势?
  8. 取小钢环套入软铁棒,其圆心和软铁棒的中心处于偏心状态,打开MSV-1电磁感应实验仪的开关,会发现小钢环发生振动,偏心量逐渐扩大,直到钢环的环壁碰到软铁棒为止。解释这种现象。
  1. 写明本实验的目的和意义。
  2. 阐述实验的基本原理,设计思路和研究过程。
  3. 记下所用的仪器,材料的规格或型号数量等。
  4. 记录实验的全过程,包括实验步骤,各种实验现象和数据。
  5. 分析实验结果,讨论实验中出现的各种问题,以及在现实生活中的应用。
  6. 得出实验结果并提出改进意见。
  1. 贾起民,郑永令、陈暨耀. 电磁学. 北京:高等教育出版社,2001.
  2. 沈元华,陆申龙. 基础物理实验. 北京:教育出版社,2003.
  3. 上海大学电子设备厂. 电磁感应实验仪说明书.

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  • 最后更改: 2007/05/17 09:59
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