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关于交变电流教学的两个创新实验

范文

刘红兵

摘要：介绍笔者设计的两个关于交变电流教学的创新实验。

关键词：交变电流；音乐手机；小蜜蜂扩音器

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）12-0051-2

在高中物理有关交变电流，甚至前面关于电磁感应部分的教学中，对于交变电流的观察和测量，主要利用电流表。条件较好的学校也可以利用示波器进行观察分析。现在笔者来介绍两个创新实验，利用手机、教师上课用的扩音器，以及原副线圈、平板电容器等简单设备，用“耳朵”来“观察”和分析交变电流，进一步帮助学生理解交变电流的互感现象，和电容器对交变电流的影响作用等等。

实验一：音频交变电流的互感现象

1. 所需器材

音乐手机，原、副线圈（也可自己用漆包线绕制），耳机音频线（2根），扩音器（俗称“小蜜蜂”）。

2. 注意事项

①由于音频线很细，而且是漆包线，所以要用小刀仔细将漆面刮掉，再接到线圈接线柱上。接好后最好用万用表检查是否接通。

②音频线A插入手机耳机插孔，音频线B插入扩音器的“MIC”插孔。（图1）

3.实验步骤

①打开扩音器和播放手机音乐，都调节到合适音量。

②将原线圈由远及近地靠近副线圈，直至插入副线圈里，听扩音器播放出的音乐声音的大小变化。（逐渐变大）

③将铁心插入原线圈中，倾听扩音器播放出的音乐声音的大小变化。（逐渐变大）

4.原理分析

①手机输出音频电流（为交变电流信号），经原线圈后产生交变的磁场（与音频信号的频率一致）。靠近副线圈时引起副线圈中磁通量变化，从而产生（或还原为）交变的音频电流信号。最后经扩音器进行音频放大，得到较大的音乐声。

②原线圈的靠近和插入铁心，都起到了增强副线圈中磁场强度的作用，以致于产生较大的音频电流，从而音乐声会变大。

5.实验效果

通过多次实验教学，效果非常好，深受学生喜欢。

实验二：音频交变电流通过平行板电容器的实验

1.所需器材

音乐手机，平行板电容器，耳机音频线（2根），扩音器（俗称“小蜜蜂”）。

2.注意事项

①同上，要用小刀仔细将线漆面刮掉，各取音频线中一根线直接接好，又各取音频线中一根分别与两金属板接好。

②音频线A插入手机耳机插孔，音频线B插入扩音器的“MIC”插孔。（图2）

③手不要直接接触金属板，以免产生杂音。

3.实验步骤

①打开扩音器和播放手机音乐，都调节到合适音量。

②将两板逐渐靠拢，倾听扩音器播放出的音乐声音的大小变化。（逐渐变大）

③将两板正对面错开，倾听扩音器播放出的音乐声音的大小变化。（逐渐变小）

4.原理分析

①由于电容器的充放电作用，那么手机输出的音频电流（为交变电流信号），能够“通过”电容器。最后经扩音器进行音频放大，放出较大的音乐声。

②根据平行板电容器的电容公式C=■，两板逐渐靠拢，电容变大，对音频电流的阻碍变小，最后扩音器的音乐声变大。而将两板正对面错开，电容变小，对音频电流的阻碍变大，最后扩音器的音乐声变小。

5.实验效果

通过多次实验教学，效果比较好，深受学生喜欢。

（补充：此实验还可以重新认识影响平板电容器的电容量大小的因素。）

这两个创新实验，取材方便而且时尚新颖，学生喜闻乐见，对加深理解交变电流的性质，以及电磁感应、互感现象，平行板电容器的性质等等，都能起到很好的作用。

（栏目编辑王柏庐）

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