巧用电磁炉演示物理实验

肖 永●

江苏省宿迁高等师范学校(223800)

巧用电磁炉演示物理实验

肖 永●

江苏省宿迁高等师范学校(223800)

物理学是一门以实验为基础的科学，在物理教学中利用日常用品做物理演示实验，不仅能体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念，而且可以增进学生对物理学科的亲近感,增强学生的参与程度,提高学生学习物理的兴趣和学生的探究能力.本文用常见的电磁炉来设计一些实验来演示物理电磁感应中的很多现象.让复杂的理论和实践很好的结合起来，让物理真正走进我们的生活，感受物理就在我们的身边.

电磁炉;物理实验;演示实验 电磁感应

利用电磁炉的励磁线圈能产生交变磁场这一特性做物理实验，不仅解决了现有器材难于满足教学要求这一问题，而且能更有效地提高教学质量、培养学生的科学素养及创新意识.

实验材料准备：

电磁炉一台、LED发光二极管若干、40W白炽灯泡一只、40W日光灯管一支、易拉罐(铝质)一只、15cm×12cm铁板一块、J2423型可拆变压器一台、楞次定律演示器一件.

实验1：用电磁炉点亮LED发光二极管、白炽灯泡、日光灯管

(1)首先将LED灯泡和1-2圈导线连接，将其放置到电磁炉的台面上，并将铁板放在中间，开启电磁炉，可以看到铁板在被加热的同时，LED灯泡发光.实验告诉我们电磁炉产生的高频交变磁场穿过了闭合的LED电路，使其闭合电路中的磁通量发生了变化，因此产生了感应电压驱动LED发光.

(2)如果将LED换成40W白炽灯泡，将导线换成实验室中的可拆卸变压器的副线圈(400-500T)，串联起来形成闭合回路.重复以上实验，可以看到白炽灯泡完全可以被点亮.

实验时如果将一根铝制管材插到线圈中，可以观察到LED或白炽灯泡将会有所变暗，这说明铝制材料是非导磁性材料.如果实验时在电磁炉台面与线圈之间放置一块薄的金属铝板，我们会发现LED或白炽灯泡将完全熄灭，这说明铝制金属板对电磁场有屏蔽作用.

(3)我们还可以将上面实验中的40W灯泡换成平时我们常用的日光灯管，接到可拆变压器的原线圈(1500T)上，开启电磁炉同样可以看到日光灯管被点亮，说明电磁炉工作时产生的交变磁场在线圈中产生了很高的交流电压驱动日光灯管发光.如果将日光灯管换成霓虹灯管，实验效果会更有趣，更新颖，更吸引学生的眼球.

实验2： 用电磁炉验证楞次定律

首先将铁板放置在电磁炉的灶台面板上的一侧，再将演示变压器中的铁芯放置在另外一侧，并将条形铁芯放置在U形铁芯的一个立柱上面.楞次定律演示器中有一个闭合环，将这个闭合环靠近铁芯，此时给电磁炉通电并启动电磁炉，可以看到通电后闭合的圆环被铁芯排斥从而发生偏转，这是因为电磁炉工作时产生的高频交变磁场通过铁芯的引导穿过了闭合的圆环，由于楞次定律闭合环产生的感应电流就会遏制磁通量的变化从而产生排斥！如果换上开口环而不是闭合环，那么就看不到相互排斥的现象.因为变化的磁通量只有穿过闭合电路时才能产生感应电流.

实验3：用电磁炉演示涡流的力效应

将铁板放置在电磁炉灶台上一侧，再将另一侧放置一只铝质空易拉罐，然后开启电磁炉，可以看到易拉罐会转动并快速离开电磁炉灶台而滚落到地面.这是因为电磁炉产生的高频交变磁场在铝质易拉罐中产生了涡电流，由于高频交变磁场对涡电流又有力的作用从而使易拉罐受力而滚落.

本实验中还可以将易拉罐的对称两侧各钻一个小孔，并用细铅丝穿过，以此为轴让易拉罐能自由转动，重复以上实验可以看到，开启电磁炉后，用手拿着铅丝的两端将易拉罐的一部分(不是全部)靠近电磁炉台面，这时易拉罐会自动旋转起来，而且不同的地方旋转速度也不一样.这是因为易拉罐的一部分放置在电磁炉台面上，因为铁板遮挡住了电磁炉所产生的高频交变磁场，易拉罐这一部分中涡电流很弱，力矩很小，而没有被遮挡的部分涡电流很强，力矩很大.所以易拉罐就受到了不平衡的力矩作用从而发生转动.

实验4:用电磁炉演示涡流的热效应

由于块状金属内的感应电流，金属盘内的感应电流我们看不见摸不着，可以通过电流的热效应(即电流通过电阻时会发热)把感应电流呈现出来.将铁板放置在电磁炉的台面上并在铁板上放置2-3根火柴，启动电磁炉，1分钟后可以看到火柴被点燃.实验演示感应电流发热现象，让插有火柴的金属盘靠近工作中的励磁线圈，火柴也被点燃.说明金属盘发热了，实验验证了理论探究结果，支持了金属盘内会产生感应电流这一观点.

涡流的热效应.变化的磁场穿过块状金属导体时, 导体内就会产生感应电流，这种电流叫做涡流.通过前面这个实验得知，导体中有涡流时会发热，说明涡流像其它电流一样也具有热效应.涡流的热效应在生活、生产中有重要的应用，如电磁炉、真空冶炼炉都是利用涡流的热效应来工作的.

物理是一门来源于生活而高于生活的一门科学，那么既然这门科学来源于生活那么我们为什么不回归到生活中去找教会学生学习物理的方法和手段？利用身边的日常生活用品去做实验，这些实验对学生来说感到格外亲切，可以拉近科学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系.

把抽象的东西给他还原到实际中去理解和分析，学生自然就会对物理感兴趣而且也很容易理解.真正做到理论联系实际，理论和实践相结合.让物理真正走进我们的生活！

[1]张大昌,普通高中课程标准实验教科书·物理(选修3-2)[M];江西：人民教育出版社，2004(5)

[2]卢洲,电磁炉的简易教学演示[J];物理教学;2008年04期

[3]丁骏,电磁炉使用中的几个物理问题[J];物理教学探讨;2007年03期

G632

B

1008-0333(2016)34-0069-01