對自感現象演示實驗的改進

關建國

高中物理物材魯教版選修3-2在自感現象一節中常見的兩個自感演示實驗（教科書P29-30頁中，如圖2-13和圖2-14所示），學校物理實驗室一般買的現成通斷電自感演示器，而廠家為了制作方便，成本低，采用了一套裝置做兩個演示，在實際教學中，演示效果較差，尤其演示斷電自感，現象根本不明顯，無法說明問題。對這兩個實驗，我用實驗室里的可拆變壓器，經過反復實驗，效果明顯，現將本人的體會摸索總結介紹。

圖2—13的實驗中，線圖L與電阻R的電阻值相等，燈泡1和燈泡2是兩個一樣的燈泡。合上開關，燈泡2立刻就變亮，而燈泡1卻亮得比較慢。在圖2—14的實驗中，合上開關，使燈泡正常發光。然后開開關時，燈泡會比原先更亮一下才熄滅。

第一個實驗要求電流通過燈1達到最大值的時間比電流通過燈2達到最大值的時間要長，并且燈泡亮的快慢有較明顯的差別。電流通過電感L從零增長到穩定值所需時間的長短決定于L/R（L回路的馳豫時間，衡量電路中電流滋長快慢程度），L是線圈的自感系數，R是L回路的等值電阻。因此要做好第一個實驗不但要選用L大本身電阻小的線圈，而且不可忽略所選用的燈泡電阻要小。在選用電感線圈時，應選用萬用表低電阻擋測量它的電阻，由于自感作用這時可發現表針緩慢地達到穩定狀態，表針越緩慢地到達穩定狀態的線圈，實驗效果越明顯。

第一個實驗，電感線圈可選用可拆變壓器0—1400匝套在閉合鐵芯上，燈泡用4.8V，0.3A。

要做好第二個實驗應注意以下幾個問題：

①當S斷開時，線圈L要能對燈泡釋放出足夠的磁場能，這就需要選用L大它本身的直流電阻R足夠小的線圈才行，而且從公式看出減小電阻R比增大L更有效。

②實驗證明，燈泡的電阻必須大于線圈的直流電阻，差別越大演示的現象越明顯。

③所選用的燈泡本身的功率應該小一些。

從以上三方面考慮選用線圈和燈泡，就能取得較好的實驗效果。

第二個實驗，電感線圈用可拆變壓器0-200匝或0-400匝（用的是比較粗的導線繞成的，它的直流電阻比燈泡正常發光時的電阻小），燈泡用6V，0.15A（本身功率小）。