巧用電磁爐演示物理實驗

肖 永●

江蘇省宿遷高等師范學校(223800)

巧用電磁爐演示物理實驗

肖 永●

江蘇省宿遷高等師范學校(223800)

物理學是一門以實驗為基礎的科學，在物理教學中利用日常用品做物理演示實驗，不僅能體現“從生活走向物理,從物理走向社會”的課程理念，而且可以增進學生對物理學科的親近感,增強學生的參與程度,提高學生學習物理的興趣和學生的探究能力.本文用常見的電磁爐來設計一些實驗來演示物理電磁感應中的很多現象.讓復雜的理論和實踐很好的結合起來，讓物理真正走進我們的生活，感受物理就在我們的身邊.

電磁爐;物理實驗;演示實驗 電磁感應

利用電磁爐的勵磁線圈能產生交變磁場這一特性做物理實驗，不僅解決了現有器材難于滿足教學要求這一問題，而且能更有效地提高教學質量、培養學生的科學素養及創新意識.

實驗材料準備：

電磁爐一臺、LED發光二極管若干、40W白熾燈泡一只、40W日光燈管一支、易拉罐(鋁質)一只、15cm×12cm鐵板一塊、J2423型可拆變壓器一臺、楞次定律演示器一件.

實驗1：用電磁爐點亮LED發光二極管、白熾燈泡、日光燈管

(1)首先將LED燈泡和1-2圈導線連接，將其放置到電磁爐的臺面上，并將鐵板放在中間，開啟電磁爐，可以看到鐵板在被加熱的同時，LED燈泡發光.實驗告訴我們電磁爐產生的高頻交變磁場穿過了閉合的LED電路，使其閉合電路中的磁通量發生了變化，因此產生了感應電壓驅動LED發光.

(2)如果將LED換成40W白熾燈泡，將導線換成實驗室中的可拆卸變壓器的副線圈(400-500T)，串聯起來形成閉合回路.重復以上實驗，可以看到白熾燈泡完全可以被點亮.

實驗時如果將一根鋁制管材插到線圈中，可以觀察到LED或白熾燈泡將會有所變暗，這說明鋁制材料是非導磁性材料.如果實驗時在電磁爐臺面與線圈之間放置一塊薄的金屬鋁板，我們會發現LED或白熾燈泡將完全熄滅，這說明鋁制金屬板對電磁場有屏蔽作用.

(3)我們還可以將上面實驗中的40W燈泡換成平時我們常用的日光燈管，接到可拆變壓器的原線圈(1500T)上，開啟電磁爐同樣可以看到日光燈管被點亮，說明電磁爐工作時產生的交變磁場在線圈中產生了很高的交流電壓驅動日光燈管發光.如果將日光燈管換成霓虹燈管，實驗效果會更有趣，更新穎，更吸引學生的眼球.

實驗2： 用電磁爐驗證楞次定律

首先將鐵板放置在電磁爐的灶臺面板上的一側，再將演示變壓器中的鐵芯放置在另外一側，并將條形鐵芯放置在U形鐵芯的一個立柱上面.楞次定律演示器中有一個閉合環，將這個閉合環靠近鐵芯，此時給電磁爐通電并啟動電磁爐，可以看到通電后閉合的圓環被鐵芯排斥從而發生偏轉，這是因為電磁爐工作時產生的高頻交變磁場通過鐵芯的引導穿過了閉合的圓環，由于楞次定律閉合環產生的感應電流就會遏制磁通量的變化從而產生排斥！如果換上開口環而不是閉合環，那么就看不到相互排斥的現象.因為變化的磁通量只有穿過閉合電路時才能產生感應電流.

實驗3：用電磁爐演示渦流的力效應

將鐵板放置在電磁爐灶臺上一側，再將另一側放置一只鋁質空易拉罐，然后開啟電磁爐，可以看到易拉罐會轉動并快速離開電磁爐灶臺而滾落到地面.這是因為電磁爐產生的高頻交變磁場在鋁質易拉罐中產生了渦電流，由于高頻交變磁場對渦電流又有力的作用從而使易拉罐受力而滾落.

本實驗中還可以將易拉罐的對稱兩側各鉆一個小孔，并用細鉛絲穿過，以此為軸讓易拉罐能自由轉動，重復以上實驗可以看到，開啟電磁爐后，用手拿著鉛絲的兩端將易拉罐的一部分(不是全部)靠近電磁爐臺面，這時易拉罐會自動旋轉起來，而且不同的地方旋轉速度也不一樣.這是因為易拉罐的一部分放置在電磁爐臺面上，因為鐵板遮擋住了電磁爐所產生的高頻交變磁場，易拉罐這一部分中渦電流很弱，力矩很小，而沒有被遮擋的部分渦電流很強，力矩很大.所以易拉罐就受到了不平衡的力矩作用從而發生轉動.

實驗4:用電磁爐演示渦流的熱效應

由于塊狀金屬內的感應電流，金屬盤內的感應電流我們看不見摸不著，可以通過電流的熱效應(即電流通過電阻時會發熱)把感應電流呈現出來.將鐵板放置在電磁爐的臺面上并在鐵板上放置2-3根火柴，啟動電磁爐，1分鐘后可以看到火柴被點燃.實驗演示感應電流發熱現象，讓插有火柴的金屬盤靠近工作中的勵磁線圈，火柴也被點燃.說明金屬盤發熱了，實驗驗證了理論探究結果，支持了金屬盤內會產生感應電流這一觀點.

渦流的熱效應.變化的磁場穿過塊狀金屬導體時, 導體內就會產生感應電流，這種電流叫做渦流.通過前面這個實驗得知，導體中有渦流時會發熱，說明渦流像其它電流一樣也具有熱效應.渦流的熱效應在生活、生產中有重要的應用，如電磁爐、真空冶煉爐都是利用渦流的熱效應來工作的.

物理是一門來源于生活而高于生活的一門科學，那么既然這門科學來源于生活那么我們為什么不回歸到生活中去找教會學生學習物理的方法和手段？利用身邊的日常生活用品去做實驗，這些實驗對學生來說感到格外親切，可以拉近科學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，感受到科學和社會、科學和日常生活的關系.

把抽象的東西給他還原到實際中去理解和分析，學生自然就會對物理感興趣而且也很容易理解.真正做到理論聯系實際，理論和實踐相結合.讓物理真正走進我們的生活！

[1]張大昌,普通高中課程標準實驗教科書·物理(選修3-2)[M];江西：人民教育出版社，2004(5)

[2]盧洲,電磁爐的簡易教學演示[J];物理教學;2008年04期

[3]丁駿,電磁爐使用中的幾個物理問題[J];物理教學探討;2007年03期

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1008-0333(2016)34-0069-01