關(guān)于交變電流教學(xué)的兩個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

劉紅兵

摘 要：介紹筆者設(shè)計(jì)的兩個關(guān)于交變電流教學(xué)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：交變電流；音樂手機(jī)；小蜜蜂擴(kuò)音器

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）12-0051-2

在高中物理有關(guān)交變電流，甚至前面關(guān)于電磁感應(yīng)部分的教學(xué)中，對于交變電流的觀察和測量，主要利用電流表。條件較好的學(xué)校也可以利用示波器進(jìn)行觀察分析?，F(xiàn)在筆者來介紹兩個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，利用手機(jī)、教師上課用的擴(kuò)音器，以及原副線圈、平板電容器等簡單設(shè)備，用“耳朵”來“觀察”和分析交變電流，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解交變電流的互感現(xiàn)象，和電容器對交變電流的影響作用等等。

實(shí)驗(yàn)一：音頻交變電流的互感現(xiàn)象

1. 所需器材

音樂手機(jī)，原、副線圈（也可自己用漆包線繞制），耳機(jī)音頻線（2根），擴(kuò)音器（俗稱“小蜜蜂”）。

2. 注意事項(xiàng)

①由于音頻線很細(xì)，而且是漆包線，所以要用小刀仔細(xì)將漆面刮掉，再接到線圈接線柱上。接好后最好用萬用表檢查是否接通。

②音頻線A插入手機(jī)耳機(jī)插孔，音頻線B插入擴(kuò)音器的“MIC”插孔。（圖1）

3.實(shí)驗(yàn)步驟

①打開擴(kuò)音器和播放手機(jī)音樂，都調(diào)節(jié)到合適音量。

②將原線圈由遠(yuǎn)及近地靠近副線圈，直至插入副線圈里，聽擴(kuò)音器播放出的音樂聲音的大小變化。（逐漸變大）

③將鐵心插入原線圈中，傾聽擴(kuò)音器播放出的音樂聲音的大小變化。（逐漸變大）

4.原理分析

①手機(jī)輸出音頻電流（為交變電流信號），經(jīng)原線圈后產(chǎn)生交變的磁場（與音頻信號的頻率一致）?？拷本€圈時引起副線圈中磁通量變化，從而產(chǎn)生（或還原為）交變的音頻電流信號。最后經(jīng)擴(kuò)音器進(jìn)行音頻放大，得到較大的音樂聲。

②原線圈的靠近和插入鐵心，都起到了增強(qiáng)副線圈中磁場強(qiáng)度的作用，以致于產(chǎn)生較大的音頻電流，從而音樂聲會變大。

5.實(shí)驗(yàn)效果

通過多次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，效果非常好，深受學(xué)生喜歡。

實(shí)驗(yàn)二：音頻交變電流通過平行板電容器的實(shí)驗(yàn)

1.所需器材

音樂手機(jī)，平行板電容器，耳機(jī)音頻線（2根），擴(kuò)音器（俗稱“小蜜蜂”）。

2.注意事項(xiàng)

①同上，要用小刀仔細(xì)將線漆面刮掉，各取音頻線中一根線直接接好，又各取音頻線中一根分別與兩金屬板接好。

②音頻線A插入手機(jī)耳機(jī)插孔，音頻線B插入擴(kuò)音器的“MIC”插孔。（圖2）

③手不要直接接觸金屬板，以免產(chǎn)生雜音。

3.實(shí)驗(yàn)步驟

①打開擴(kuò)音器和播放手機(jī)音樂，都調(diào)節(jié)到合適音量。

②將兩板逐漸靠攏，傾聽擴(kuò)音器播放出的音樂聲音的大小變化。（逐漸變大）

③將兩板正對面錯開，傾聽擴(kuò)音器播放出的音樂聲音的大小變化。（逐漸變小）

4.原理分析

①由于電容器的充放電作用，那么手機(jī)輸出的音頻電流（為交變電流信號），能夠“通過”電容器。最后經(jīng)擴(kuò)音器進(jìn)行音頻放大，放出較大的音樂聲。

②根據(jù)平行板電容器的電容公式C=■，兩板逐漸靠攏，電容變大，對音頻電流的阻礙變小，最后擴(kuò)音器的音樂聲變大。而將兩板正對面錯開，電容變小，對音頻電流的阻礙變大，最后擴(kuò)音器的音樂聲變小。

5.實(shí)驗(yàn)效果

通過多次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，效果比較好，深受學(xué)生喜歡。

（補(bǔ)充：此實(shí)驗(yàn)還可以重新認(rèn)識影響平板電容器的電容量大小的因素。）

這兩個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，取材方便而且時尚新穎，學(xué)生喜聞樂見，對加深理解交變電流的性質(zhì)，以及電磁感應(yīng)、互感現(xiàn)象，平行板電容器的性質(zhì)等等，都能起到很好的作用。

（欄目編輯 王柏廬）