上海创造DIS法拉第电磁感应实验

为了将单纯的规律验证推广至对更为普遍的法拉第电磁感应现象的认识，使学生更深入理解地法拉第电磁感应定律，研发中心又进而设计了DIS法拉第电磁感应实验器（Ⅲ）。实验器结构如图3—3—18。

图3—3—18　DIS法拉第电磁感应实验器（Ⅲ）实验装置示意图

实验时，线圈的中央插入磁感应强度传感器，用来测量线圈中的磁场变化。线圈的输出连接DIS电压传感器，用来测量感应电动势。两个传感器通过采集器连接至计算机。

1.将一个电压传感器连接至线圈的200匝抽头，打开DIS通用软件，使用DIS通用软件“组合图线”功能。旋转旋臂，点击“开始”，记录曲线如图3—3—19所示。分析连续的三个波形，可见随着旋臂旋转速度变慢，电压波形的最高点逐渐降低。取每个波形从最低点到最高点的时间差、最高点的电压值，计算可得感应电动势E∝1/t，即E∝v（速度）。

2.将三个电压传感器分别连至线圈的200匝、400匝、600匝抽头，将三个电压传感器添加至DIS通用软件的组合图线，旋转旋臂，点击“开始”，记录曲线如图3—3—20所示。三个波形分别对应线圈为200匝、400匝、600匝时感应电动势随时间的变化，可以看到三个波形相位相同。取三条曲线的最高点进行分析，计算可得到感应电动势E∝n（匝数）。

来一点审美追求—法拉第电磁感应定律实验器Ⅲ的研发：(www.xing528.com)

这个实验器仅停留在样机阶段，并没有定型和批量生产。原因有很多，主要是Ⅰ和Ⅱ两个实验器已经把该做的验证都做了。但当时为什么还要搞一个Ⅲ呢？主要是因为这个装置能够把圆周运动与电磁感应结合起来，绘出漂亮的图线—好玩。其实在科学发展和创造发明的历程中，使命感固然强大，但往往敌不过“好玩”二字。很多发明和突破并非在一本正经的研究中获得，而是由于好玩所致。

在真、善、美三大追求当中，美之所以能够稳居最高层次，就是因为美能够给人带来心灵的愉悦和感动，并促使人进一步地追求。科学并没有给自己带上刻板的帽子，而我们更应该让学生享受认识科学之美，并享受美好的科学教育过程。所以，尽管这个实验器在验证法拉第电磁感应定律方面的实用价值并不太大，但我们还是搞出来玩了一把—欣赏一下优美的曲线，愉悦一下我们自己的内心！

图3—3—19　分析连续的三个波形

图3—3—20　线圈分别为200匝、400匝、600匝时感应电动势随时间的变化

相比于前两个实验器，DIS法拉第电磁感应实验器（Ⅲ）严格意义上来说是一个衍生产品。但就是这个衍生产品，一方面完成了对法拉第电磁感应定律的验证，另一方面则通过优美的实测图线展示了物理学独特的美学要素。这也算是研发中心的另一收获吧！值得注意的是：该实验器展示的原理已经被广泛应用于我们身边的各种测量速度的装置。