學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)報(bào)告-避雷針一、演示目的氣體放電存在多種形式，如電暈放電、電弧放電和火花放電等，通過此演示實(shí)驗(yàn)觀察火花放電的發(fā)生過程及條件。二、原理首先讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電，而球型電極未放電。這是由于電荷在導(dǎo)體上的分布與導(dǎo)體的曲率半徑有關(guān)。導(dǎo)體上曲率半徑越小的地方電荷積聚越多（尖端電極處），兩極之間的電場越強(qiáng)，空氣層被擊穿。反之越少（球型電極處），兩極之間的電場越弱，空氣層未被擊穿。當(dāng)尖端電極與平板電極之間的距離大于球型電極與平板電極之間的距離時(shí)，其間的電場較弱，不能擊穿空氣層。而此時(shí)球型電極與平板電極之間的距離最近，放電只能在此處發(fā)生。三、裝置一個(gè)尖端電極和一

2、個(gè)球型電極及平板電極。四、現(xiàn)象演示讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電，而球型電極未放電。接著讓尖端電極與平板電極之間的實(shí)驗(yàn)六十五 跳環(huán)式楞次定律【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坷猛娋€圈及線圈內(nèi)的鐵芯所產(chǎn)生的變化磁場與鋁環(huán)的相互作用，演示楞次定律?！緦?shí)驗(yàn)器材】楞次定律演示儀，鋁環(huán)（3個(gè)）。如圖65-1所示。開口環(huán) 閉合環(huán) 底座帶孔環(huán)圖 65-1【實(shí)驗(yàn)原理】當(dāng)線圈通有電流時(shí)，在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場，穿過閉合的鋁環(huán)中的磁通量發(fā)生變化。根據(jù)楞次定律，套在鐵芯中的鋁環(huán)將產(chǎn)生感生電流，感生電流的方向與線圈中的電流方向相反。因此與原線圈相斥，相斥的電磁力使得鋁環(huán)上跳?！緦?shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象】1閉合鋁環(huán)的演示打開

3、演示儀電源開關(guān)，將閉合鋁環(huán)套入鐵棒內(nèi)按動(dòng)操作開關(guān)。當(dāng)操作開關(guān)接通時(shí)，則閉合鋁環(huán)高高跳起，保持操作開關(guān)接通狀態(tài)不變，閉合鋁環(huán)則保持一定高度，懸在鐵棒中央。斷開操作開關(guān)時(shí)，閉合鋁環(huán)落下。2帶孔鋁環(huán)的演示把閉合鋁環(huán)取下，將帶孔的鋁環(huán)套入鐵棒內(nèi)按動(dòng)操作開關(guān)。當(dāng)操作開關(guān)接通時(shí)，則帶孔的鋁環(huán)也向上跳起，但跳起的高度沒有閉合鋁環(huán)高。保持操作開關(guān)接通狀態(tài)不變，帶孔的鋁環(huán)也保持一定高度，懸在鐵棒中央某一位置，但還是沒有閉合鋁環(huán)懸的高。斷開操作開關(guān)時(shí)，帶孔的鋁環(huán)落下。這是由于帶孔的鋁環(huán)產(chǎn)生的感生電流沒有閉合鋁環(huán)大，所以帶孔的鋁環(huán)沒有閉合鋁環(huán)跳的高。3開口鋁環(huán)的演示把帶孔的鋁環(huán)取下，將開口鋁環(huán)套入鐵棒內(nèi)按動(dòng)操作開關(guān)

4、。當(dāng)操作開關(guān)接通時(shí)，開口鋁環(huán)靜止不動(dòng)。這是由于開口鋁環(huán)沒有形成閉合回路，無感生電流，沒有受到電磁力的作用，故靜止不動(dòng)。4演示完畢后，關(guān)閉楞次定律演示儀電源?！咀⒁馐马?xiàng)】不要長時(shí)間按動(dòng)操作開關(guān)，以免使線圈過熱而損壞。阻尼擺與非阻尼擺【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦菔緶u電流的機(jī)械效應(yīng)。【實(shí)驗(yàn)器材】阻尼擺與非阻尼擺演示儀，如圖66-1所示。其中直流電源接線柱；矩形磁軛，作用是當(dāng)線圈中通有直流電源時(shí)，可在磁軛兩極縫隙中間產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場；支撐架；擺架；非阻尼擺；橫梁；阻尼擺；線圈；底座。直流穩(wěn)壓電源?！緦?shí)驗(yàn)原理】處在交變電磁場中的金屬塊，由于受變化電磁場產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢作用，將在金屬塊內(nèi)引起渦旋狀的感生電流，把這種電流稱

5、為渦電流。在圖66-1所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，但金屬擺在兩磁極間擺動(dòng)時(shí)，由于受切割磁力線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢的作用，也將在金屬擺內(nèi)出現(xiàn)渦電流。根據(jù)安培定律，當(dāng)金屬擺進(jìn)入磁場時(shí)，磁場對(duì)環(huán)狀電流的上、下兩段的作用力之和為零；對(duì)環(huán)狀電流的左、右兩段的作用力的合力起阻礙金屬擺塊擺進(jìn)的作用。當(dāng)金屬塊擺出磁場時(shí)，磁場對(duì)環(huán)狀電流的左、右兩段的作用力的合力則起阻礙金屬擺塊擺出的作用。因此，金屬擺總是受到一個(gè)阻尼力的作用，就像在某種粘滯介質(zhì)中擺動(dòng)一樣，很快地停止下來，這種阻尼起源于電磁感應(yīng)，故稱電磁阻尼。若將圖66-1中的金屬擺制成有許多隔槽的，使得渦流大為減小，從而對(duì)金屬擺的阻尼作用變的不明顯，金屬擺在兩磁極間要擺

6、動(dòng)較長時(shí)間才會(huì)停止下來。電磁阻尼擺在各種儀表中被廣泛應(yīng)用，電氣機(jī)車和電車中的電磁制動(dòng)器就是根據(jù)此原理而制造的。【實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象】圖 66-11把穩(wěn)壓電源輸出的正負(fù)極連接到阻尼擺與非阻尼擺演示儀的直流電源接線柱，阻尼擺按圖66-1所示接好。2打開穩(wěn)壓電源電源開關(guān)，先不要打開穩(wěn)壓電源的“輸出”開關(guān)，即不通勵(lì)磁電流，讓阻尼擺在兩極間作自由擺動(dòng)，可觀察到阻尼擺經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間才停止下來（不考慮阻力）。3再打開穩(wěn)壓電源的“輸出”開關(guān)，電壓指示為28伏，此時(shí)在磁軛兩極間產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場。當(dāng)阻尼擺在兩極間前后擺動(dòng)時(shí)，阻尼擺會(huì)迅速停止下來，說明了兩極間有很強(qiáng)的磁阻尼。解釋現(xiàn)象。4將帶有間隙的類似梳子的非阻尼擺代

7、替阻尼擺作上述2和3的實(shí)驗(yàn)，可以觀察到不論通電與否，其擺動(dòng)都要經(jīng)過較長的時(shí)間才停止下來。為什么？【注意事項(xiàng)】1操作前應(yīng)把矩形磁軛和支撐架調(diào)整到位，確保擺動(dòng)順暢。2注意不要長時(shí)間通電，以免燒壞線圈。實(shí)驗(yàn)六十七 通電、斷電自感現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦菔就?、斷電自感現(xiàn)象，了解產(chǎn)生自感的原因。【實(shí)驗(yàn)器材】通電、斷電自感演示儀?！緦?shí)驗(yàn)原理】線圈中電流i發(fā)生改變時(shí)，通過自身回路的磁通量n發(fā)生變化，從而產(chǎn)生自感電動(dòng)勢。理論計(jì)算表明i?Ldi （67-1） dt式中L稱為自感系數(shù)（電感）。由式（67-1）可知，在通電時(shí)，因?yàn)樽愿凶饔檬沟碾娏骶徛黾?。?dāng)在斷電瞬間，因?yàn)閐i相當(dāng)大，從而產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)高的自感電動(dòng)勢。

8、dt實(shí)驗(yàn)原理圖如67-1所示， 220V交流電壓經(jīng)變壓器降壓、橋式全波整流電容濾波之后輸出直流電源E。由于通電的一瞬間、電感L會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢。同樣，斷電的瞬間，電感L也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢。K1+ E 220伏K圖 67-1 L L2【實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象】1通電自感現(xiàn)象首先將K1、K2斷開，再接通交流電源，按下K1開關(guān)，同時(shí)觀察燈泡L1和L2亮的順序。可看到當(dāng)K1接通的瞬間， 燈泡L1先亮，燈泡L2滯后L1才亮。這是由于K1接通瞬間，L1直接并接在電源E上，所以接通后，它馬上就亮；而L2是與電感L串聯(lián)之后才并接在電源上的，電感L會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢，使得L2滯后于L1。這就充分說明了通電時(shí)的

9、自感現(xiàn)象。為了看的清楚可以反復(fù)將K1接通和斷開。2斷電自感現(xiàn)象將K1、K2斷開，接通交流電源，按下K1開關(guān)，此時(shí)燈泡L1和L2都亮著，可順便觀察通電自感現(xiàn)象。將K2合上，即將L2短路，再把K1斷開，即斷開直流電源E，同時(shí)注意觀察?？梢园l(fā)現(xiàn)在斷電的瞬間，L1突然亮了一下，比正常通電時(shí)還亮，這就是斷電自感現(xiàn)象。由于，斷電的瞬間，電感L也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢，并通過L1放電，使得L1發(fā)光。為了觀察清楚，可以反復(fù)將K1通斷?！咀⒁馐马?xiàng)】1因?yàn)檠菔景灞澈箅娫醋儔浩鞒跫?jí)為220V，切勿觸摸，防止觸電。2演示儀不能承受劇烈振動(dòng)，防止將燈泡振壞。實(shí)驗(yàn)六十八 磁聚焦實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦菔具\(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的洛侖茲力和磁場對(duì)電子束的聚焦作用?！緦?shí)驗(yàn)器材】示波管，聚焦線圈，磁場開關(guān)，電源開關(guān)，灰度調(diào)節(jié)，位移調(diào)節(jié)，線圈電源插座。其中電源電壓交流220V，示波管采用8SJ31J示波管，其加速電壓為1100V，外型尺寸400×280×260mm。如圖68-1所示。線圈電源插座電源開關(guān)圖 68-1【實(shí)驗(yàn)原理】