高中 物理 探究实验 挑战难度 磁场与电磁感应

验证感应电动势:以条形磁铁为例

条形磁铁 · 感应电动势 · 控制变量法

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以 条形磁铁 为研究对象,用控制变量法观察并记录 感应电动势 的变化,探究它与其他因素的关系。

配套虚拟仿真:验证感应电动势:以条形磁铁为例(虚拟探究)

以 条形磁铁 为研究对象,用控制变量法观察并记录 感应电动势 的变化,探究它与其他因素的关系。

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实验目的

  • 学会使用低压电源、打点计时器测量(或观察)条形磁铁 的 感应电动势。
  • 会用控制变量法研究影响 感应电动势 的因素,知道如何设置对照与重复实验。
  • 理解并归纳:通电导线在磁场中受到的安培力,大小等于 BIL(B 与 I 垂直时)。

实验原理

通电导线在磁场中受到的安培力,大小等于 BIL(B 与 I 垂直时)。

法拉第电磁感应定律:感应电动势跟磁通量的变化率成正比。

本实验以控制变量法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 感应电动势 的变化来归纳规律。

关键公式 / 方程式 F = BIL,E = n ΔΦ / Δt

实验器材

低压电源
打点计时器
电压表
示波器
电流表
电阻箱

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:低压电源、打点计时器、电压表、示波器,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 接触面的粗糙程度),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

3

进行实验

按方案操作,改变研究条件,观察并记录 条形磁铁 的 感应电动势 的变化情况。

4

重复测量

每种条件至少重复 3 次,把现象和数据记录到表格中,保证结果可靠。

5

分析归纳

比较不同条件下 感应电动势 的差异,必要时画出图像,找出其中的规律。

6

得出结论

结合实验原理写出结论,并分析可能影响结果的误差来源。

实验现象

改变条件后,条形磁铁 的 感应电动势 发生明显变化,重复实验现象基本一致。

实验结论

结论

通过实验可以归纳出:通电导线在磁场中受到的安培力,大小等于 BIL(B 与 I 垂直时)。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

激光不要直射眼睛,也不要对着镜面反射到人眼。

使用打点计时器要用规定的交流电源,电压不能过高。

精密仪器轻拿轻放,防止碰撞和摔落。

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