介紹 該實驗研究了磁感應,受法拉第第一定律的支配: 當磁通線圈變化時,在電路中感應出EMF。 實驗包括將磁鐵放入線圈中,并在基于PC的示波器上觀察結果。
所需設備 ?一個DrDAQ數據記錄器運行的PicoScope示波器軟件。 ?一個微微磁感應套件
實驗設置 1.將管和線圈垂直安裝在夾具和支架中 2.使用BNC至4 mm測試導線將線圈連接到DrDAQ的pH輸入端。 要使用DrDAQ執行此實驗,我們必須使用PicoScope中的自定義范圍功能。為此,可以將文件安裝到PicoScope中,也可以手動輸入設置。兩者都在下面解釋。
手動配置此實驗的pH輸入
1.選擇文件>設置>自定義范圍 2.在自定義范圍列表中選擇添加 3.輸入圖所示的設置(圖2) 4.使用通道A的下拉菜單選擇pH,范圍為±576 mV 5.DrDAQ屏幕現在看起來應該與圖3中顯示的圖像相同
安裝PicoScope設置文件以配置此實驗的pH輸入 1.下載安裝文件并將其保存到PICO目錄 2.啟動PicoScope 3.在PicoScope工具欄中選擇“ 文件”>“打開 ” 4.在“ 打開文件”窗口中,在下拉菜單中更改類型的文件以顯示“ 設置文件(* .PSS) ” 5.選擇確定 6.同樣,DrDAQ屏幕看起來應該與下面圖3中所示的sceeenshot相同。
進行實驗 1.將磁鐵放下管子(北極朝下)并觀察屏幕上的跡線。抓住磁鐵,不要撞在地板上! 2.在重復實驗之前,想一想如果你將南極朝下放下磁鐵時痕跡會如何變化 - 試試看你是否正確。 3.如果設備允許,通過在管上下移動線圈進行實驗,使磁體在進入線圈之前行進不同的距離。可以使用PicoScope標尺或自動測量來記錄振幅。
問題和結果討論 Q1。當磁鐵通過線圈時,為什么會產生負電壓和正電壓? Q2。為什么脈沖的寬度(持續時間)隨著線圈在管上下移動而變化? Q3。當磁鐵穿過線圈時,磁鐵的速度與線圈產生的電壓幅度之間的關系是什么? Q4。當磁鐵通過線圈時,磁鐵的速度會發生什么變化?
進一步研究 由于從磁體的釋放點到線圈頂部的距離很小,由感應EMF產生的脈沖是不對稱的。當線圈與磁鐵釋放點之間的距離很大時,脈沖才真正對稱。為什么會看到這種效果? 測量磁鐵釋放點和線圈之間的距離,用它來計算速度。對不同的距離重復此操作,并繪制峰值幅度與磁體速度的關系圖。 使用倫茨定律解釋磁體的極性如何影響感應電流的方向。
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