趣味教具

陶俊+?おお?

“線框穿越磁場”問題是電磁感應部分的一個重要習題類型。主要研究的是線框穿越磁場的過程中有無感應電流產生、判斷感應電流的方向、計算感應電流的大小、研究線框的受力情況和運動情況、研究力的做功情況和能量轉換情況等。特別是線框穿越磁場的過程中判斷感應電流的方向問題，在高考中頻繁出現。為了增強該問題教學的趣味性，筆者設計了一個趣味教具。

1教具簡介

如圖1所示，教具由單擺、

發電線框和顯示燈3個部分組成。單擺由鐵架臺和長木條制成。發電線框固定在單擺的末端，當單擺擺動時，線框在2塊強磁鐵產生的磁場間來回穿越，致使線框中的磁通量發生周期性的改變，產生方向周期性變化的感應電動勢。不同顏色的2只發光二極管，正負極相反并聯接在線框的兩個抽頭上，制成貓頭鷹的眼睛，用以顯示感應電流的方向。當電流方向向左時，左邊的綠燈亮，電流方向向右時，右邊的紅燈亮。

2所需材料

高60 cm的鐵架臺1個、十字夾1個、長10 cm的螺絲桿（配有2個螺帽）1根、80 cm×2 cm×08 cm的長木條1根（廢舊教學木直尺也可以），

廢舊的裝修用生料帶卷筒（透明最好），直徑043 mm的漆包線100 m，6 cm×4 cm×0.5 cm的磁鐵2塊，10 cm×4 cm×1 cm的小木板2塊，長8 cm×4 cm×4 cm的小木塊1塊（適當大小的廢舊塑料盒也可以），紅綠發光二極管各1個，彩色硬紙板若干。

3儀器的制作

（1）如圖1所示，首先用十字夾將螺絲桿固定在鐵架臺上，在廢舊木直尺的23 cm處打1個孔，穿在螺絲桿上，并用兩個螺帽固定，制成單擺。

（2）將漆包線繞在卷筒上（約450圈），兩頭各留約1 m的抽頭，并將線圈用膠帶綁在單擺末端。……