物理演示实验要求1.预习内容：（1）将下面概念原理写在实验报告的预习部分。衍射光栅电磁波偏振检偏力矩角动量角动量守恒静电感应辉光放电洛伦慈力分子电流模型法拉第电磁感应定律楞次定律自感现象和互感现象及其时间常数概念涡电流顺磁质抗磁质铁磁质及其磁化特点电磁阻尼等厚干涉（2）阅读后面的演示实验介绍（这里只介绍了实验室的部分演示实验）。（自愿购买演示实验教材，可以参考我校图书馆《大学物理演示实验》（张智主编，湖南大学出版社）等有关物理演示实验教材，也可以在网上查找资料和视频。参见大连理工大学大学网上大学物理实验中心的演示实验自录）实验课堂要求：尽可能多观察演示实验，必须注意实验说明牌上的注意事项。2.3.实验报告书写要求：自己选择感兴趣的实验，深入理解其原理，提出问题并尽可能分析解决问题。查找相关的实验和应用，进行总结分析比较，报告中要指出资料的出处。报告内容不要过于简单。实验报告书写可以参见本网站上“汤姆逊温差电磁铁实验”的演示实验试验报告。4.思考题：（1）等厚干涉磁致伸缩演示仪实验中，干涉圆环半径扩大时镍棒变长还是变短？估算镍棒长度变化情况。（2）仔细观察光的衍射现象，接收屏分别放在衍射屏不同距离处，接收屏上的干涉图样除大小差别外，是否还会有图案上的差别？估算光栅常数。（部分演示实验介绍见后面的页面）1
1 物理演示实验要求 1． 预习内容： （1）将下面概念原理写在实验报告的预习部分。 衍射 光栅 电磁波 偏振 检偏 力矩 角动量 角动量守恒 静电感应 辉光放电 洛伦兹力 分子电流模型 法拉第电磁感应定律 楞次定 律 自感现象和互感现象及其时间常数概念 涡电流 顺磁质 抗磁质 铁磁 质及其磁化特点 电磁阻尼 等厚干涉 （2）阅读后面的演示实验介绍（这里只介绍了实验室的部分演示实验）。（自愿购买演 示实验教材，可以参考我校图书馆《大学物理演示实验》（张智 主编，湖南大学 出版社）等有关物理演示实验教材， 也可以在网上查找资料和视频。参见大连理 工大学大学网上大学物理实验中心的演示实验目录） 2． 实验课堂要求：尽可能多观察演示实验，必须注意实验说明牌上的注意事项。 3． 实验报告书写要求： 自己选择感兴趣的实验，深入理解其原理，提出问题并尽可能分析解决问题。查 找相关的实验和应用，进行总结分析比较，报告中要指出资料的出处。报告内容不要过 于简单。实验报告书写可以参见本网站上“汤姆逊温差电磁铁实验”的演示实验试验报 告。 4． 思考题: （1）等厚干涉磁致伸缩演示仪实验中, 干涉圆环半径扩大时镍棒变长还是变短?估算 镍棒长度变化情况。 （2）仔细观察光的衍射现象, 接收屏分别放在衍射屏不同距离处, 接收屏上的干涉图样 除大小差别外，是否还会有图案上的差别？估算光栅常数。 （部分演示实验介绍见后面的页面）
静电摆球在两个圆形平行板中间悬挂一球体，当给两极板加上适当电压时，顺时针摇动维氏起电机把手给极板加电压，会发现摆球在两极板之间摆动，撞击极板并发出“乒乓”声，因而这个实验又被称为静电乒乓。原因是小球受到极板间的电场力。相关概念原理：静电感应注意事项：实验结束后，将维氏起点机放电叉杆顶端的金属球相碰中和剩余电荷。问题与思考：当球开始时处于极板中间位置，不容易动起来，采用什么办法使球动起来？原因是什么？尖端放电当孤立导体带一定电量时，导体外表面是等势面。表面外凸曲率半径越大（越尖锐）的位置，电荷密度越大，所以尖端邻域有极强的电场。强电场使空气分子电离产生带正负电荷的带电粒子，在尖端电场的作用下。形成离子风，使火焰熄灭。相关概念原理：孤立导体静电平衡时表面电荷分布规律注意事项：实验结束后，熄灭火焰，并中和掉剩余电荷。问题与思考：尖端放电有很多实际应用，请举一些实际例子。磁吊铁磁质被磁化时，铁磁质产生的磁场是外磁场的数于倍。在强大的磁场作用下，能够吸引起很重的物体。磁吊即利用这个原理吊起很重的物体。有很多起重设备利用磁吊吊起和搬运重物，如100KG~5000KG的重物。注意事项：重物不要离桌子太高，也不要远离桌子，以免重物掉在地上。相关概念原理：磁化铁磁质附加磁场特点讨论与思考：磁吊能吊起任何重量合适的物体么？2
2 静电摆球 在两个圆形平行板中间悬挂一球体,当给两 极板加上适当电压时,顺时针摇动维氏起电机把 手给极板加电压，会发现摆球在两极板之间摆动, 撞击极板并发出“乒乓”声,因而这个实验又被称 为静电乒乓。原因是小球受到极板间的电场力。 相关概念原理：静电感应 注意事项：实验结束后，将维氏起点机放电叉杆 顶端的金属球相碰中和剩余电荷。 问题与思考：当球开始时处于极板中间位置，不容易动起来，采用什么办法使球 动起来？原因是什么？ 尖端放电 当孤立导体带一定电量时，导体外表面是等势面。表 面外凸曲率半径越大（越尖锐）的位置，电荷密度越大， 所以尖端邻域有极强的电场。强电场使空气分子电离产生 带正负电荷的带电粒子，在尖端电场的作用下。形成离子 风，使火焰熄灭。 相关概念原理: 孤立导体静电平衡时表面电荷分布规律 注意事项：实验结束后，熄灭火焰，并中和掉剩余电荷。 问题与思考：尖端放电有很多实际应用，请举一些实际例 子。 磁 吊 铁磁质被磁化时，铁磁质产生的磁场是外磁场的 数千倍。在强大的磁场作用下，能够吸引起很重的物 体。磁吊即利用这个原理吊起很重的物体。有很多起 重设备利用磁吊吊起和搬运重物，如 100KG~5000KG 的重物。 注意事项：重物不要离桌子太高，也不要远 离桌子，以免重物掉在地上。 相关概念原理：磁化 铁磁质附加磁场特点 讨论与思考：磁吊能吊起任何重量合适的物体么？
RC电路时间常数演示仪KRRRC电路充电电路RC电路放电电路由于电容的充放电，使电路中的电流i变化有一个过渡过程。本实验既是利用灯泡亮的快慢程度来定性显示这个过程时间长短。以充电时RC电路时间常数的推导：设Q为电容器极板上电量，1=0时，Q=0。电路中电流i=dQ/dt，iR+Q/C=6,i=dQ/dt=(8C-Q)/(RC), Q=8C(1-e-tRC), i=ε/Re-/RC从充放电电流变化可见，电流由初态到稳态过渡过程的长短，取决于R和C的数值大小。一般将RC的乘积称为时间常数，用t表示，即t=RC，时间常数越大，电路达到稳态的时间越长，过渡过程也越长。不难看出，RC电路的过渡过程与电容电压的三个特征值有关，即初始值、稳态值和时间常数t。只要这三个数值确定，过渡过程就基本确定。注意事项：实验结束后，注意关闭电源。相关概念原理：RC电路的时间常数问题与思考：为什么电路中采用不同电容时灯亮的时间不同？（以放电为例推导RC电路中电流变化规律）多功能涡电流仪金属相对永磁铁转动时，在金属内部产生涡电流，涡电流产生磁场。这个磁场与永磁铁的磁场相互作用，于是观察到金属和永磁铁的相对运动。注意事项：实验完毕关闭电源。铝盘转速高时不要碰。实验现象看到即可，不要长时间通电，避免线圈过热烧坏。相关概念原理：涡电流问题与思考：总结金属和永磁铁的相对运动的规律。3
3 RC 电路时间常数演示仪 由于电容的充放电，使电路中的电流 i 变化有一个过渡过程。 本实验既是利用灯泡亮的快慢程度来定性显示这个过程时间长短。 以充电时 RC 电路时间常数的推导： 设 Q 为电容器极板上电量，t 0 时，Q 0 。电路中电流 i dQ / dt ， iR Q /C ， i dQ / dt (C Q)/(RC)， (1 ) t / RC Q C e ， t RC i / / Re 。 从充放电电流变化可见，电流由初态到稳态过渡过程的长短，取决于 R 和 C 的 数值大小。一般将 RC 的乘积称为时间常数，用表示，即=RC，时间常数越大， 电路达到稳态的时间越长，过渡过程也越长。不难看出，RC 电路的过渡过程与 电容电压的三个特征值有关，即初始值、稳态值和时间常数。只要这三个数值 确定，过渡过程就基本确定。 注意事项：实验结束后，注意关闭电源。 相关概念原理: RC 电路的时间常数 问题与思考：为什么电路中采用不同电容时灯亮的时间不同？ （以放电为例推导 RC 电路中电流变化规律） 多功能涡电流仪 金属相对永磁铁转动时，在金属内部产生涡电流，涡电 流产生磁场。这个磁场与永磁铁的磁场相互作用，于是观察 到金属和永磁铁的相对运动。 注意事项：实验完毕关闭电源。铝盘转速高时不要碰。 实验现象看到即可，不要长时间通电，避免线圈过 热烧坏。 相关概念原理：涡电流 问题与思考：总结金属和永磁铁的相对运动的规律。 K R C i K R C i RC 电路充电电路 RC 电路放电电路
互感概念演示仪根据法拉第电磁感应定律，当闭合回路中的磁通量发生变化时，会引起感应电流。因此从感应电流的变化规律能够体现原电路的电流变化情况。本实验即利用这个道理，使原电路产生的磁场穿过感应回路从而在感应回路中听到原电路的音乐。注意事项：实验完毕关闭电源。相关概念原理：磁通量法拉第电磁感应定律互感问题与思考：两个螺线管怎样放置时，感应回路中效果最明显？互感与哪些因素有关？角动量守恒演示仪对于定轴转动的刚体，当不受外力矩时，刚体的角动量守恒，即刚体对轴的转动惯量与绕轴的角速度乘积是常量。如果改变刚体的转动惯量，则角速度会相应改变。用手使红色球快速转动起来，然用力后上下移动立柱上的螺丝，会发现球的转速快慢发生明显变化。注意事项：用力适当。相关概念原理：力矩转动惯量角动量角动量守恒问题与思考：体操运动员为什么要伸直身体落地？偏振光干涉在两偏振片之间放一厚度均匀材料，通过螺丝给该材料施加压力，通过远离光源的偏振片观察该材料，会发现在施力点附近有干涉条纹。而远离施力点处没有干涉条纹。对于厚度均匀的材料，由于应力的存在，线偏振光经双折射后产生的光程差主要与应力分布有关，各波长的光于涉后的强度随应力分布而变，则干涉后呈现与应力分布对应的不规则彩色条纹。利用偏振光的干涉，可以考察透明元件是否受到应力以及应力的分布情况。转动偏振片，即改变两偏振片的偏振化方向夹角，会发现施力点附近干涉条纹发生变化。注意事项：试验结束后关闭电源注意压力不要过大，实验结束时撤出外力。相关概念原理：线偏振光偏振光干涉讨论与思考：如果在两个偏振片之间放置一厚度不均匀的透明材料，不施加压力，是否存在干涉条纹？4
4 互感概念演示仪 根据法拉第电磁感应定律，当闭合回路中的磁通 量发生变化时，会引起感应电流。因此从感应电流的 变化规律能够体现原电路的电流变化情况。本实验即 利用这个道理，使原电路产生的磁场穿过感应回路， 从而在感应回路中听到原电路的音乐。 注意事项：实验完毕关闭电源。 相关概念原理：磁通量 法拉第电磁感应定律 互感 问题与思考：两个螺线管怎样放置时，感应回路中效果最明显？ 互感与哪些因素有关？ 角动量守恒演示仪 对于定轴转动的刚体，当不受外力矩时，刚体的角动 量守恒，即刚体对轴的转动惯量与绕轴的角速度乘积是常 量。如果改变刚体的转动惯量，则角速度会相应改变。用 手使红色球快速转动起来，然用力后上下移动立柱上的螺 丝，会发现球的转速快慢发生明显变化。 注意事项：用力适当。 相关概念原理：力矩 转动惯量 角动量 角动量守恒 问题与思考：体操运动员为什么要伸直身体落地？ 偏振光干涉 在两偏振片之间放一厚度均匀材料，通过螺丝给该材料 施加压力，通过远离光源的偏振片观察该材料，会发现在施 力点附近有干涉条纹。而远离施力点处没有干涉条纹。对于 厚度均匀的材料，由于应力的存在，线偏振光经双折射后产 生的光程差主要与应力分布有关，各波长的光干涉后的强度 随应力分布而变，则干涉后呈现与应力分布对应的不规则彩 色条纹。利用偏振光的干涉，可以考察透明元件是否受到应 力以及应力的分布情况。转动偏振片，即改变两偏振片的偏 振化方向夹角，会发现施力点附近干涉条纹发生变化。 注意事项：试验结束后关闭电源 注意压力不要过大，实验结束时撤出外力。 相关概念原理：线偏振光 偏振光干涉 讨论与思考：如果在两个偏振片之间放置一厚度不均匀的透明材料，不施加压力， 是否存在干涉条纹？
偏振光演示仪偏振片只允许沿某一特定方向的光通过，这个方向叫做偏振化方向。偏振片通常是一种人工膜片，其中有大量按一定规则排列的分子或晶粒等材料，对不同方向的光振动能够进行选择性吸收，吸收某一方向的光振动分量，垂直于该方向的光振动分量通过，而获得线偏振光，利用这个特性可以制成偏振片。聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高温下拉伸、烘干，然后粘在两个玻璃片之间就形成了偏振片。它有一个特定的方向，只让平行于该方向的光振动通过，这一方向称为透振方向。太阳、白炽灯泡等普通光源直接发出的是自然光。利用偏振片可以从自然光中获得线偏振光。偏振片是常用的起偏器。偏振片也可以作为检偏器，即检测一束光是否是线偏振光。实验中，光源发出的光经过两个偏振片。第一个偏振片起到起偏器的作用，光经过后变成线偏振光。用眼通过两个偏振片观察光源，同时转动一个偏振片，会发现光的强弱发生变化。当光最强时，两个偏振片透光方相同：当光最弱时，两个偏振片的透光方向垂直。注意事项：实验结束后关闭电源。相关概念原理：偏振片自然光线偏振光部分偏振光问题与思考：烈日下经常有人带偏光太阳镜，偏振光太阳镜的原理是什么？太阳光直接照射到平玻璃上反射后是哪种偏振光？热磁轮演示仪热能转化为机械能的具体方式有多种，本实验是一种。利用低居里点的金属材料做成的圆环，在其边沿附近放一永磁体，在整个圆环处于同一温度时，永磁体对环的静磁力是关于磁场中心和圆环中心的连线而对称的，因此圆环在磁场中受力而不受力矩的作用。若在永磁体旁边放一酒精灯，烧灼圆环的某处，酒精灯焰烧灼处的温度若高于圆环材料的居里点，则该处将发生相变而由铁磁质变成为般的顺磁质，永磁体对该点的吸引力将大大减弱，此时圆环受的永磁体的吸引力产生了关于圆环中心的力矩，此力矩使圆环转动起来。低居里点的金属圆环的各部分不断地进入高温热源区，不断地被加热、相变、产生力矩，圆环便持续地转动起来。注意事项：注意酒精灯的使用。相关概念原理：居里点5
5 偏振光演示仪 偏振片只允许沿某一特定方向的光通过，这个方向叫做偏 振化方向。偏振片通常是一种人工膜片，其中有大量按一定规 则排列的分子或晶粒等材料，对不同方向的光振动能够进行选 择性吸收，吸收某一方向的光振动分量，垂直于该方向的光振 动分量通过，而获得线偏振光，利用这个特性可以制成偏振片。 聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高温下拉伸、烘干，然后 粘在两个玻璃片之间就形成了偏振片。它有一个特定的方向， 只让平行于该方向的光振动通过，这一方向称为透振方向。 太阳、白炽灯泡等普通光源直接发出的是自然光。利用偏振片可以从自然光 中获得线偏振光。偏振片是常用的起偏器。偏振片也可以作为检偏器，即检测一 束光是否是线偏振光。实验中，光源发出的光经过两个偏振片。第一个偏振片起 到起偏器的作用，光经过后变成线偏振光。用眼通过两个偏振片观察光源，同时 转动一个偏振片，会发现光的强弱发生变化。当光最强时，两个偏振片透光方向 相同；当光最弱时，两个偏振片的透光方向垂直。 注意事项：实验结束后关闭电源。 相关概念原理： 偏振片 自然光 线偏振光 部分偏振光 问题与思考： 烈日下经常有人带偏光太阳镜，偏振光太阳镜的原理是什么？ 太阳光直接照射到平玻璃上反射后是哪种偏振光？ 热磁轮演示仪 热能转化为机械能的具体方式有多种，本实验 是一种。利用低居里点的金属材料做成的圆环，在 其边沿附近放一永磁体，在整个圆环处于同一温度 时，永磁体对环的静磁力是关于磁场中心和圆环中 心的连线而对称的，因此圆环在磁场中受力而不受 力矩的作用。若在永磁体旁边放一酒精灯，烧灼圆 环的某处，酒精灯焰烧灼处的温度若高于圆环材料 的居里点，则该处将发生相变而由铁磁质变成为一 般的顺磁质，永磁体对该点的吸引力将大大减弱，此时圆环受的永磁体的吸引力 产生了关于圆环中心的力矩，此力矩使圆环转动起来。低居里点的金属圆环的各 部分不断地进入高温热源区，不断地被加热、相变、产生力矩，圆环便持续地转 动起来。 注意事项：注意酒精灯的使用。 相关概念原理：居里点
问题与思考：辉光球辉光球内部充有稀薄气体，辉光球中间是黑色球形电极产生高频高强电场，内部稀薄气体原子在电场作用下发生电离、激发、碰撞、复合等物理过程，同时发光。当手靠近或接触球体时，会引起电场强度和电势发生变化，从而使发光强弱分布改变。打开电源开关，辉光球发光。用手指尖触及辉光球，立刻可见中间球形电极与指尖连接的辉光弧线变得更加亮，并随着手指尖的移动而移动。0D注意事项：严格禁止敲击辉光球体，以免打破玻璃。相关概念原理：辉光放电问题与思考：辉光球内外空气压强是否相同？为什么手指处辉光放电强？静电除尘静电除尘仪器的透明圆筒中间，是一根与四周绝缘的铜丝，接维氏起电机的一个放电叉。圆筒上缠绕的铜丝接维氏器电机的另一个放电叉。中间是空气。当维氏起电机给铜丝形成的两个电极加电压后，在透明圆简中形成轴对称的非均匀强电场。在强电场作用下，灰尘粒子定向运动，灰尘便会在电极附近聚集落下。注意事项：实验完毕，一定将香灭掉，并中和维氏起电机放电叉杆上剩余的电荷。相关概念原理：静电除尘问题与思考：为什么灰尘会向一个方向定向移动？静电滚筒当孤立导体带一定电量时，导体外表面是等势面，表面外凸曲率半径越大（越尖锐）的位置，电荷密度越大。所以尖端邻域有极强的电场，使空气分子电离。空气中的带电粒子受到电场的作用加速运动，形成离子风吹动滚筒运动。注意事项：注意排针尖端不要接触滚简。验完毕，中和掉维氏起电机放电叉杆上剩余的电荷。维氏起电机不要转动太快尖端放电相关概念原理：静电平衡时导体表面电荷分布问题与思考：滚筒为什么会转动？6
6 问题与思考： 辉光球 辉光球内部充有稀薄气体，辉光球中间是黑色球形电极 产生高频高强电场，内部稀薄气体原子在电场作用下发生电 离、激发、碰撞、复合等物理过程，同时发光。当手靠近或 接触球体时，会引起电场强度和电势发生变化，从而使发光 强弱分布改变。打开电源开关，辉光球发光。用手指尖触及 辉光球，立刻可见中间球形电极与指尖连接的辉光弧线变得 更加亮，并随着手指尖的移动而移动。 注意事项：严格禁止敲击辉光球体，以免打破玻璃。 相关概念原理： 辉光放电 问题与思考：辉光球内外空气压强是否相同？为什么手指处辉光放电强？ 静电除尘 静电除尘仪器的透明圆筒中间，是一根与四周绝缘的铜 丝，接维氏起电机的一个放电叉。圆筒上缠绕的铜丝接维氏 器电机的另一个放电叉。中间是空气。当维氏起电机给铜丝 形成的两个电极加电压后，在透明圆筒中形成轴对称的非均 匀强电场。在强电场作用下，灰尘粒子定向运动，灰尘便会 在电极附近聚集落下。 注意事项：实验完毕，一定将香灭掉，并中和维氏起电机放 电叉杆上剩余的电荷。 相关概念原理： 静电除尘 问题与思考： 为什么灰尘会向一个方向定向移动？ 静电滚筒 当孤立导体带一定电量时，导体外表面是 等势面，表面外凸曲率半径越大（越尖锐）的 位置，电荷密度越大。所以尖端邻域有极强的 电场，使空气分子电离。空气中的带电粒子受 到电场的作用加速运动，形成离子风吹动滚筒 运动。 注意事项：注意排针尖端不要接触滚筒。 验完毕，中和掉维氏起电机放电叉杆上 剩余的电荷。维氏起电机不要转动太快。 相关概念原理： 静电平衡时导体表面电荷分布 尖端放电 问题与思考： 滚筒为什么会转动?
静电跳球两圆形极板中间放有金属球。当两极板分别带正、负电荷时，金属球与所在的极板带有同号电荷。同号电荷相斥，异号电荷相吸，小球受下极板的排斥和上极板的吸引，跌向上极板，与之接触后，小球所带的电荷被中和反而带上与上极板相同的电荷，于是又被排向下极板。如此周而复始，可观察到球在容器内上下跳动。注意事项：实验完毕，中和掉维氏起电机放电叉杆上的剩余的电荷。相关概念原理：问题与思考：为什么开始时静止在下极板的小球向上极板跳跃？将极板上的两鳄鱼夹互换，对实验结果是否有影响？等厚干涉磁致伸缩演示仪等厚干涉装置（牛顿环)，是由一块平板玻璃和一块平凸透镜玻璃合在一起形成，并可观察到等厚于涉的于涉图样是一组大小不同的圆环（牛顿环）。在压力的作用下两块玻璃之间的空气间隙会发生微小变化从导致干涉图样发生变化。铁磁材料在磁化过程中发生机械形变称为磁致伸缩。产生这种效应的原因是，在铁磁质中，磁化方向的改变导致磁畴重新排列而形成晶体间距的变化，从而使铁磁体的长短或体积发生变化。我们利用这个原理将牛顿环固定在一个线圈上。线圈中间固定一根镍棒直顶在一块玻璃上。当线圈产生磁场时，磁场中的镍棒产生磁致伸缩现象，长度变化。牛顿环上7
7 静电跳球 两圆形极板中间放有金属球。当两极板分别带正、 负电荷时,金属球与所在的极板带有同号电荷。同号电 荷相斥,异号电荷相吸,小球受下极板的排斥和上极板 的吸引,跃向上极板,与之接触后，小球所带的电荷被 中和反而带上与上极板相同的电荷,于是又被排向下 极板。如此周而复始,可观察到球在容器内上下跳动。 注意事项：实验完毕，中和掉维氏起电机放电叉杆 上的剩余的电荷。 相关概念原理： 问题与思考：为什么开始时静止在下极板的小球向上极板跳跃？ 将极板上的两鳄鱼夹互换，对实验结果是否有影响？ 等厚干涉磁致伸缩演示仪 等厚干涉装置(牛顿环)，是由一块平板玻 璃和一块平凸透镜玻璃合在一起形成，并可观 察到等厚干涉的干涉图样是一组大小不同的 圆环(牛顿环)。在压力的作用下两块玻璃之间 的空气间隙会发生微小变化从导致干涉图样 发生变化。 铁磁材料在磁化过程中发生机械形变称 为磁致伸缩。产生这种效应的原因是，在铁磁质中，磁化方向的改变导致磁畴重 新排列而形成晶体间距的变化，从而使铁磁体的长短或体积发生变化。我们利用 这个原理将牛顿环固定在一个线圈上。线圈中间固定一根镍棒直顶在一块玻璃 上。当线圈产生磁场时，磁场中的镍棒产生磁致伸缩现象，长度变化。牛顿环上
的应力发生了变化导致牛顿环的干涉图样也发生变化。因此牛顿环图样的变化可以说明演示磁致伸缩现象。实验中通过调节电流大小改变螺线管中磁场大小，观察牛顿环的直径发生变化，从而发现镍棒长度发生变化。注意事项：线圈容易过热，实验中用手摸线圈，及时关闭电源。相关概念原理：等厚干涉光程差问题与思考：镍棒长度为什么会变化？干涉圆环半径扩大说时棒变长还是变短？等质量五连摆仪器有个质量相等的摆球，中心可以近似认为在一条直线上。一次拉动一个或多个摆球，放松后使之与其余的摆球碰撞，观察球的运动情况并进行分析。注意事项：不要用力拉球，以免悬线断开。相关概念原理：弹性碰撞能量守恒动量守恒正碰斜碰问题与思考：电磁感应现象演示由于通过线圈回路的磁通量随时间变化而在回路中出现电动势的现象称为电磁感应现象。将条形磁铁插入线圈后，电表即可向一个方向发生偏转。如将条形磁铁反方向插入，则表头向相反方向偏转。用不同的磁极和不同的方向多次重复，注意观察电表指针偏转方向。注意事项：线圈为有机玻璃骨架，切勿掉地，否则摔坏。相关概念原理：法拉第电磁感应定律楞次定律问题与思考：法拉第-榜次定律演示仪当线圈通有电流时，在铁芯中产生交变磁场，闭合铝环套在铁芯上，穿过闭合铝环中的磁通量发生变化。套在铁芯上的铝环将产生感生电流，感生电流产生的磁场方向与线圈中电流产生磁场方向相反。铝环产生的磁场与线圈产生的磁场相斥，使得铝环上跳。实验中分别将不同铝环套在铁芯上，短时间接通电源，观察铝环的运动状态注意事项：不要长时间按动操作开关，以免使线圈过热而损坏。8
8 的应力发生了变化导致牛顿环的干涉图样也发生变化。因此牛顿环图样的变化可 以说明演示磁致伸缩现象。 实验中通过调节电流大小改变螺线管中磁场大小，观察牛顿环的直径发生变 化，从而发现镍棒长度发生变化。 注意事项：线圈容易过热，实验中用手摸线圈，及时关闭电源。 相关概念原理：等厚干涉 光程差 问题与思考：镍棒长度为什么会变化？干涉圆环半径扩大说时棒变长还是变短？ 等质量五连摆 仪器有个质量相等的摆球，中心可以近似认为在一条直线上。一次拉动一个 或多个摆球，放松后使之与其余的摆球碰撞，观察球的运动情况并进行分析。 注意事项：不要用力拉球，以免悬线断开。 相关概念原理：弹性碰撞 能量守恒 动量守恒 正碰 斜碰 问题与思考： 电磁感应现象演示 由于通过线圈回路的磁通量随时间变化而在回路中出 现电动势的现象称为电磁感应现象。将条形磁铁插入线圈 后，电表即可向一个方向发生偏转。如将条形磁铁反方向 插入，则表头向相反方向偏转。用不同的磁极和不同的方 向多次重复，注意观察电表指针偏转方向。 注意事项：线圈为有机玻璃骨架，切勿掉地，否则摔坏。 相关概念原理：法拉第电磁感应定律 楞次定律 问题与思考： 法拉第-楞次定律演示仪 当线圈通有电流时，在铁芯中产生交变磁场，闭合铝环套在 铁芯上，穿过闭合铝环中的磁通量发生变化。套在铁芯上的铝 环将产生感生电流，感生电流产生的磁场方向与线圈中电流产 生磁场方向相反。铝环产生的磁场与线圈产生的磁场相斥，使 得铝环上跳。实验中分别将不同铝环套在铁芯上，短时间接通 电源，观察铝环的运动状态。 注意事项：不要长时间按动操作开关，以免使线圈过热而损坏
相关概念原理：法拉第电磁感应定律楞次定律问题与思考：接通电源后闭合铝环为什么不下落？法拉第----楞次定律及磁悬浮演示仪在竖直方向放三根管（铜、玻璃、不锈钢），外面固定线圈，线圈上接有发光二极管，当磁铁从上部向下自由下落时，每个线圈中的磁通量就会发生变化，产生感生电流，发光二极管就会发光。分别让同样的磁铁从三根管的上部下落，可以观察到下落时间不同。注意事项：相关概念原理：法拉第电磁感应定律楞次定律问题与思考：回转仪实验中的回转仪有四个不锈钢圆环和固定在其中一个圆环上的转子组成，环之间的连接使环可以绕各自轴转动，轴的方向可以任意调节，中间是一个厚重转子。当转子高速转动时，转子轴的方向不随其余环的转动方向改变而改变。其原因是，轴光滑，没有外力矩作用，在短时间内，可近似认为角动量守恒。回转仪被用于太空飞船定，飞机航空地平仪，船舶的稳定器和回转罗盘等。注意事项：由于平衡体较重，操作时防止转动时脱出伤人。转动速度低时不易观察到现象。相关概念原理：力矩角动量角动量守恒问题与思考：通电断电自感演示K2
9 相关概念原理：法拉第电磁感应定律 楞次定律 问题与思考：接通电源后闭合铝环为什么不下落？ 法拉第-楞次定律及磁悬浮演示仪 在竖直方向放三根管（铜、玻璃、不锈钢），外面固定线 圈，线圈上接有发光二极管，当磁铁从上部向下自由下落时， 每个线圈中的磁通量就会发生变化，产生感生电流，发光二极 管就会发光。分别让同样的磁铁从三根管的上部下落，可以观 察到下落时间不同。 注意事项： 相关概念原理：法拉第电磁感应定律 楞次定律 问题与思考： 回转仪 实验中的回转仪有四个不锈钢圆环和固定在其中一个 圆环上的转子组成，环之间的连接使环可以绕各自轴转动， 轴的方向可以任意调节，中间是一个厚重转子。当转子高速 转动时，转子轴的方向不随其余环的转动方向改变而改变。 其原因是，轴光滑，没有外力矩作用，在短时间内，可近似 认为角动量守恒。回转仪被用于太空飞船定，飞机航空地平 仪，船舶的稳定器和回转罗盘等。 注意事项：由于平衡体较重，操作时防止转动时脱出 伤人。转动速度低时不易观察到现象。 相关概念原理：力矩 角动量 角动量守恒 问题与思考： 通电断电自感演示 L L1 K1 K2 L2
在闭合回路中接有线圈，由于线圈自感使回路通断电瞬间，两个小灯泡亮的快慢不同。本实验通过两个小灯泡亮的时间快慢体现自感的作用。通电自感现象：当K，断开时接通K，时，发现灯泡L，比灯泡L，先亮，原因是L，是与电感L串联后接在电源上的，L,是直接接在电源上的。灯泡L,受自感L影响，较L亮的慢。断电自感现象：只接通K，开关，使灯泡L和L同时亮。将K合上，即将L短路，灯泡L不再亮。再把K，断开，即断开直流电源E，同时注意观察。可以发现在断电的瞬间，L突然亮了一下，比正常通电时还亮，这就是断电自感现象。原因是断电的瞬间，电感L也会产生一个自感电动势，使得L发光。注意事项：演示板背后电源变压器的初级电压为220V，切勿触摸，防止触电。相关概念原理：自感问题与思考：巴克豪森效应铁磁质在磁化过程中，磁畴壁发生跃变，使线圈中磁通量发生不连续变化，通过一些实验现象显示并测定出来，称为巴克豪森效应。本实验是把磁畴壁跃变引起的磁化跃变用声音显示出来。分别在线圈中不插入任何样品、将不同样品分别插入线圈，沿轴线移动样品，或沿轴线移动用磁铁，注意听喇叭的声音，发现使用坡莫合金时喇叭发出的声音最明显。相关知识：铁磁性物质在外场中磁化实质上是它的磁畴逐渐变化的过程。磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子会自发磁化，其中的原子磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，自发磁化的磁场较强，这样的小区域称为磁畴。铁磁质未被磁化时，磁畴磁矩排列杂乱无章，宏观上总磁矩为零。铁磁质对外不显磁性。当铁磁质处于外磁场中时，随着外磁场逐渐增大，与外磁场方向相同的磁畴占的比例增加，直到所有磁畴磁化方向都与外磁场方向相同为止，此时达到饱和磁化。坡莫合金指铁镍合金，其含镍量的范围很广，在35%一90%之间，最大特点是具有很高的弱磁场导磁率。注意事项：实验结束后注意关闭电源。相关概念原理：磁畴宇巴克豪森效应磁导率坡莫合金问题与思考：10
10 在闭合回路中接有线圈，由于线圈自感使回路通断电瞬间，两个小灯泡亮的 快慢不同。本实验通过两个小灯泡亮的时间快慢体现自感的作用。 通电自感现象：当 K2断开时接通 K1时，发现灯泡 L1比灯泡 L2先亮，原因是 L2是与电感 L 串联后接在电源上的，L1是直接接在电源上的。灯泡 L2受自感 L 影 响，较 L1亮的慢。 断电自感现象：只接通 K1开关，使灯泡 L1和 L2 同时亮。将 K2合上，即将 L2 短路，灯泡 L2不再亮。再把 K1断开，即断开直流电源 E，同时注意观察。可以发 现在断电的瞬间，L1突然亮了一下，比正常通电时还亮，这就是断电自感现象。 原因是断电的瞬间，电感 L 也会产生一个自感电动势，使得 L1发光。 注意事项：演示板背后电源变压器的初级电压为~220V，切勿触摸，防止触电。 相关概念原理：自感 问题与思考： 巴克豪森效应 铁磁质在磁化过程中，磁畴壁发生跃变，使线圈 中磁通量发生不连续变化，通过一些实验现象显示并 测定出来，称为巴克豪森效应。本实验是把磁畴壁跃 变引起的磁化跃变用声音显示出来。 分别在线圈中不插入任何样品、将不同样品分别 插入线圈，沿轴线移动样品，或沿轴线移动用磁铁， 注意听喇叭的声音，发现使用坡莫合金时喇叭发出的 声音最明显。 相关知识： 铁磁性物质在外场中磁化实质上是它的磁畴逐渐变化的过程。 磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这 些原子会自发磁化，其中的原子磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，自发磁化 的磁场较强，这样的小区域称为磁畴。 铁磁质未被磁化时，磁畴磁矩排列杂乱无章，宏观上总磁矩为零。铁磁质对 外不显磁性。当铁磁质处于外磁场中时，随着外磁场逐渐增大，与外磁场方 向相同的磁畴占的比例增加，直到所有磁畴磁化方向都与外磁场方向相同 为止，此时达到饱和磁化。 坡莫合金指铁镍合金，其含镍量的范围很广，在 35％－90％之间，最大特 点是具有很高的弱磁场导磁率。 注意事项：实验结束后注意关闭电源。 相关概念原理： 磁畴 巴克豪森效应 磁导率 坡莫合金 问题与思考：