DIS实验室在磁学教学领域的应用初探

1、第25卷第10期Vol.25No.10物理教师(2004)2004年PHYSICSTEACHER现代教学技术DIS实验室在磁学教学领域的应用初探王华(江阴市教育技术装备站,江苏江阴214200)上海市第二轮课程教材改革中学物理教材(试验本)指定配套的一种新型仪器设备“朗威牌”DIS实验室,简称“朗威DISLab”,颇有耳目一新的感觉.该产品顺应“信息技术与物理教学整合”的大趋势,综合运用基于传感器的数据采集、记录和分析技术,构建了依托计算机平台的实时实验系统.流、电压、微电流、温度、压强、移等多种传感器,实验.“进行了深入的研究.1器材“朗威DISLab”数据采集器、磁传感器、位移传感器、电流

2、传感器、通用扩展软件、教材专用软件、计算机、螺线管、学生电源、软铁棒等.磁传感器可以通过其顶端的磁敏元件测量出磁场的磁感应强度数值.磁传感器测量的是环境磁场变化引起的磁感应强度的相对变化.“朗威DISLab”软件对磁传感器测量值的规定:将磁传感器放置在起始测量位置,按规定调零.当磁传感器探头指向磁铁(被测磁场)S极,即传感器指向与磁感线方向相同时,测量值呈正值,如图1.当磁传感器探头指向磁铁(被测磁场)N极,即传感器指向与磁感线方向相反时,测量值呈负值.磁传感器测量值的绝对值即为所测磁场的磁感应强度.随着磁传感器越靠近被测磁场,磁感应强度越强,磁传感器测量值的绝对值越大.表1对应关系:,测,测

3、量值最小,说明地理北极S极,地理南极为N极.(5)用同样的方法,让传感器的测量端在南北方向的垂直平面内转动,观察示数的变化,可以测出地磁场的磁感线方向既不是水平的也不是垂直的,而是朝南方向的斜下方.2.2单独使用磁传感器,对通电螺线管内的磁感应强度进行测量(1)打开“朗威DISLab”教材专用软件,点击软件菜单上“磁感应强度测定”,显示出数据表格和B-x坐标.B为螺线管通电后产生的磁感应强度,x为磁传感器顶端与测量起始点的距离.(2)实验时,每改变一次x值(改变幅度为0.5cm),点击x值,“数据记录”一次,得出几组不同的B、启动“绘图”功能,在坐标系中可以观察到B-x图线,如图2.图1磁传感

4、器测量值为正2实验过程2.1单独使用磁传感器对环境磁场进行测量(1)将磁传感器接入数据采集器,打开“朗威DIS2Lab”通用扩展软件,显示出环境的磁场强度.当传感器远离高磁区时,所测量的数值即为地磁场的磁感应强度.(2)将磁传感器放置在水平桌面上.为消除背景值的影响,对传感器进行软件调零(此时即为相对测量).(3)在桌面上转动传感器,让传感器的测量端指向不同方向,观察示数的变化.我们发现,当方向不同时,所测量的值是不一样的,见表1.图2B-x图线(3)分析实验结果,可得出如下结论:通电螺线管内磁场的磁感应强度是不均匀的,以螺线管的中间位置最强,两边最弱.(4)改变供电电源的方向,观察B的变化情

5、况,分析磁感线的方向,结合线圈的绕线方向,验证右手螺旋定则.2.3研究软铁棒对通电螺线管内部磁场的影响45Vol.25No.10第25卷第10期物理教师(2004)PHYSICSTEACHER2004年(1)打开“朗威DISLab”通用扩展软件,将磁传感器探头顶端置于与通电螺线管管口齐平的位置,并保持不变.(2)将软铁棒缓慢地插入到螺线管中(与磁传感器方向相对),观察示数的变化,发现磁传感器测量值的绝对值逐渐增大;当软铁棒顶端与磁传感器探头的顶端齐平时,测量值的绝对值最大.2.4组合使用磁传感器和位移传感器,研究磁传感器与通电螺线管之间的相对位置与磁感应强度之间的关系(1)将位移传感器接入“朗

6、威DISLab”数据采集器的第一输入口,(2)打开通用扩展软件,在移-磁感应强度”.(3),坐标系中.图线可叠加在同一坐标系内,便于比较、观察.2.5组合使用电流传感器与磁传感器,研究通电螺线管内的磁感应强度与螺线管中电流的量化关系(1)将电流传感器串联在通电螺线管电路内,磁传感器探头放在螺线管内的某一位置.(2)打开“朗威DISLab”通用扩展软件,在“坐标绘图”中设置“电流-磁感应强度”图线,改变通电螺线管中的电流大小,.(3),重如图4,多条图线、观察.(“电流,-磁感应强度图,说明通电螺线管内的磁感应强度与螺线管中的电流呈正比关系.图3(4)通过调整供电源电压改变通电螺线管中的电图4电

7、流-磁感应强度图线流,重复上述实验,可得出多条实验图线.如图3,多条(收稿日期:2004-03-10)巧解一道力学竞赛试题文中有误彭耀谱(湖南邵东二中,湖南邵东422811)原解的速度分解如图2所示,将v分解成v1和v2,v1=v/sin为所求.对于这样的分解,第一,从表象来看,杆上的M点绝没有沿v2方向向内的分运动,而应有沿杆与v2反向的分运动.第二,从本质看,图3我们首先应弄清楚哪个是合运动,交点M是沿着圆环运动,因而M点的切向速度应是它的合运动,如图3中的vt,将vt分解为沿杆外移的分速度vx和与杆平动速度相等的分速度vy,vy=vtsin=v,即所求vt=v/sin,尽管原文的结果是正确的,但在分析速度的分解思路上,存在物理概念和物理规律运用方面的问题,会给读者造成误导.(收稿日期:20