1、验证∫Edt为定值
2、验证感应电动势与磁通量变化率成正比(E∝t^-1)
3、验证感应电动势与磁通量的变化成正比(E∝Δφ)
1、验证∫Edt为定值
当通过闭合电路的磁通量改变时,闭合电路内会产生感应电流。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。E=ΔΦ/Δt
本实验采用如下的方法来研究:
多次采集得到磁铁通过原线圈时产生的感应电动势E-t曲线。由于每次通过的速度有快慢,所以,每条曲线的最大值和变化时间不一样。
实验用的是同一块磁铁,同一个线圈,因此每次实验中,通过线圈的磁通量的变化是一样的。
每次实验的E*t的值,可以用电动势E对时间t的积分得到。
只要实验到的E*t值基本一样(实验在可以接受的范围内),电磁感应定律就可以得到证明。
本实验的积分时间范围取产生的感应电动势的上半周期。
2、验证感应电动势与磁通量变化率成正比(E∝t^-1)
当通过闭合电路的磁通量改变时,闭合电路内会产生感应电流。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。E=ΔΦ/Δt
本实验采用如下的方法来研究:
如图1所示,每一次磁铁从位置甲到乙过程,磁通量的变化量ΔΦ是一样的;线圈中磁通量的变化量ΔΦ/所用的时间Δt就是过程中磁通量的平均变化率;所以时间倒数 1/Δt就反映了磁通量的变化率。
如图2所示,保持光电门和线圈的相对位置不变;把挡光片和磁铁固定在一起;使线圈与磁铁相对作匀速运动。
采集挡光片的挡光的时间(即从甲运动到乙的时间)和此间产生的感应电动势。
保持线圈不动,让磁铁以不同的速度向线圈运动,得到多组数据。
用拟合数据图线来研究和验证电磁感应定律。
按本实验的原理,E是在Δt中的平均感应电动势,而实验方法用触发采样,采集的是挡光片离开光电门检测口时的感应电动势,二者不一样,特别是条形磁铁周围不是匀强磁场。
为保证取得较好的效果,采集电动势的位置,应该选择在磁铁匀速通过时,产生的感应电动势比较平稳均匀的位置。
3、验证感应电动势与磁通量的变化成正比(E∝Δφ)
保持变化的时间一样,改变磁通量的变化量。来研究磁通量的变化量对感应电动势的影响。
本实验采用如下方法:
用两个完全相同的原线圈,一个内部放一根条形磁铁,另一个内部放两根磁铁。同时采集磁铁以相同的速度从两个线圈中拔出时的感应电动势。改变磁铁拔出的速度,采集多组数据。
比较两个感应电动势。如果有E1/E2≈E1’/E2’≈E1”/E2≈Δφ1/Δφ2 (实验误差在可以接受的范围内)
那么就可以认为:感应电动势E∝Δφ
1、验证∫Edt为定值
实验器材
GQYeLab数据采集器、电压传感器、计算机。力学轨道、小车、电磁感应原副线圈、条形磁铁等。
实验装置

实验步骤
(1)将电压传感器分别用两根1394数据线接入GQY数据采集器的1个接口;再将GQY数据采集器的usb接口用一根usb线接入电脑的usb接口,并且将GQY数据采集器的电源接通,开启GQY数据采集器。使用单机运行平台软件做此实验,★ 请进行“GQY实验必备操作”★,打开研究电磁感应定律(∫Edt为定值)的专用模板。按实验电原理图和实验装置图连接好电路。把电压传感器连接到线圈两端。连接好数据采集器和计算机。
(2)点击“
”,对电压传感器校零。
(3)点击、进入实时数据页面。点击“
”按钮,推动小车向磁铁运动。当磁铁通过原线圈后,点“
”按钮,停止本次采集。

(4)重复步骤3,改变推力、改变运动的速度。采集多组数据曲线。
(5)在数据曲线的起点,双击并按住左键,沿时间轴拖动到感应电动势的上半周期末。积分计算第一次实验E*t的值。
(6)把每次实验曲线的E*t值都计算好。
(7)比较分析,得出实验结果。
2、验证感应电动势与磁通量变化率成正比(E∝t^-1)
实验器材
GQYeLab数据采集器、电压传感器、光电门传感器、计算机。力学轨道、小车、电磁感应原副线圈、条形磁铁、挡光片等。
实验装置

实验步骤
(1)将光电门传感器和电压传感器分别用两根1394数据线接入GQY数据采集器的1号接口和2号接口;再将GQY数据采集器的usb接口用一根usb线接入电脑的usb接口,并且将GQY数据采集器的电源接通,开启GQY数据采集器。
使用单机运行平台软件做此实验,★ 请进行“GQY实验必备操作”★,打开研究电磁感应定律(∫Edt为定值)的专用模板。按实验电原理图和实验装置图连接好电路。把电压传感器连接到线圈两端。连接好数据采集器和计算机。
按实验装置图组装好器材;把电压传感器连接到线圈两端。
光电门传感器插入数据采集器的1号插口,电压传感器插入数据采集器2号口、连接好数据采集器和计算机。
(2)点按光电门传感器按钮,选择挡光(I)模式;点击“
”,对电压传感器校零。
(3)点击、进入实时数据页面。点击“
”按钮,推动小车向磁铁运动。当挡光片通过光电门,点“
”按钮,停止本次采集。
(4)重复步骤3,改变推力、改变运动的速度。采集多组数据。
(5)观察E-t上数据点分布的规律。
(6)点击进入E-1/t 页面,观察E-1/t上数据点分布的规律。
(7)点击“实验结果分析”,在图形分析上,用直线方程对E-1/t数据点拟合,得到基本成正比。


3、验证感应电动势与磁通量的变化成正比(E∝Δφ)
实验器材
GQYeLab数据采集器、电压传感器、计算机、条形磁铁、螺线圈等。
实验装置图:如下图
实验步骤:
1.将两个电压传感器分别用两根1394数据线接入GQY数据采集器的1号接口和2号接口;再将GQY数据采集器的usb接口用一根usb线接入电脑的usb接口,并且将GQY数据采集器的电源接通,开启GQY数据采集器。使用单机运行平台软件做此实验,★ 请进行“GQY实验必备操作”★,打开研究感应电动势与磁通量变化成正比(E∝Δφ)的专用模板。按实验电原理图和实验装置图连接好电路。把两
个电压传感器分别连接到两个线圈的两端。连接好数据采集器和计算机。
2.对两个电压传感器进行校零。
3.点击开始实验,把磁铁从线圈中拔出,采集到感应电动势,结束采集,点击。
4.再开始实验,改变磁铁从线圈中拔出的快慢,采集到多组感应电动势数据,结束实验。
5.从实时数据图中,读出对应的E1、E2;E1’、E2’;E1”、E2”等数据。比较分析,得出结论。
