CN104867385B

CN104867385B - 一种电磁规律探究实验器及其实验方法

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Publication number: CN104867385B
Application number: CN201510110945.3A
Authority: CN
Inventors: 周培宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-15
Filing date: 2015-03-15
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2035-03-15
Also published as: CN104867385A

Abstract

一种电磁规律探究实验器及其实验方法，属于测量电磁变量技术领域，包括底板和竖直板，所述底板后方连接了可拆卸的竖直板；所述底板上设置有电源适配器、线性霍尔元件、变压器、电位器二、电流表；所述电源适配器输入端输入220V的交流电，输出端输出交流电和直流电；所述线性霍尔元件上相对一侧并联有毫伏表；所述变压器包括线圈一、线圈二和线圈三；所述竖直板上连接两组电路，分别为通电自感电路和断电自感电路。电磁规律探究实验器不但功能多、用途广、实验效果好，而且成本优势巨大。

Description

一种电磁规律探究实验器及其实验方法

技术领域

本发明属于测量电磁变量技术领域，具体涉及为一种电磁规律探究实验器及其实验方法。

背景技术

通电自感和断电自感实验是高中物理最经典的实验之一，属于课堂必做的实验。几十年前一直到现在，中学物理实验室里配备的都是2446型自感现象演示器，它用两套独立的装置做通电自感和断电自感实验，在断电瞬间能观察到3.8V小电珠闪亮一下熄灭。因为没有别的选择，广大教师一直都用2446型自感现象演示器做自感实验，思考的只是怎样在课堂实验时操作熟练规范一些，在做“断电自感”实验时，断电瞬间可以观察到小电珠有闪亮的效果。没有人想到用220V的LED灯泡或220V的节能灯代替“小电珠”尝试实验，因为老师根本不相信，断电瞬间会达到点亮220V的照明灯的效果。

2446型自感现象演示器及方案存在以下缺点：

1.通电自感、断电自感、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系这三个实验是采用不同的实验装置完成的，用了三个线圈，造成资源浪费。

2.学校现有的2446型自感现象演示器质量有十多千克，不便于使用、搬运和贮存。

3.用2446型自感现象演示器做断电自感现象实验，虽然能观察到3.8V小电珠闪亮一下熄灭，但会引起很多学生的误解，认为线圈产生的自感电动势不会超过原来的电源电压。

4.利用教学用的可拆变压器模型做探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系这个实验时，因为漏磁等原因，副线圈测得的电压值明显低于预测值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种电磁规律探究实验器。

本发明的另一目的在于提供上述电磁规律探究实验器的实验方法。

本发明实现其目的采用的技术方案如下。

一种电磁规律探究实验器，包括底板和竖直板，所述底板后方连接了可拆卸的竖直板；

所述底板上设置有电源适配器、线性霍尔元件、变压器、电位器二、电流表；

所述电源适配器输入端输入220V的交流电，输出端输出交流电和直流电；

所述线性霍尔元件上相对一侧并联有毫伏表；

所述变压器包括线圈一、线圈二和线圈三，线圈二设置在变压器一端，线圈一和线圈三设置在变压器另一端；

所述竖直板上连接两组电路，分别为通电自感电路和断电自感电路；

所述通电自感电路包括依次连接的开关一、电位器一、小电珠二和小电珠一；

所述断电自感电路为电灯与相互并联且朝向相反的发光二极管一和发光二极管二串联，然后与相互串联的电源和开关二并联。

所述线圈一、线圈二和线圈三匝数比为1：2:4；所述线圈一两端分别设置接线柱十一和接线柱十二；所述线圈二两端分别设置接线柱零和接线柱一；所述接线柱一连接于定值电阻的一端，定值电阻另一端设置接线柱二；所述线圈三两端分别设置接线柱十三和接线柱十四。

所述开关一外端设置接线柱五；所述电位器一两侧分别设置接线柱十九和接线柱二十；所述接线柱十九设在电位器一和小电珠二之间；所述开关一和电位器一之间连接有接线柱三；所述小电珠二和小电珠一之间连接有接线柱六；所述电位器一阻值范围为5Ω-100Ω。

所述发光二极管一两端分别设置接线柱十五和接线柱十六，接线柱十五设置在发光二极管一和电灯之间；所述电源和电灯之间设置接线柱九；所述开关二和发光二极管二之间设置接线柱十；电灯和电源之间连接有接线柱七，发光二极管二和开关二之间连接有接线柱八；所述电位器二两端设置接线柱十七和接线柱十八；电位器二阻值范围为200Ω-5KΩ。

一种电磁规律探究实验器的实验方法，包括以下步骤：

所述电源和电灯之间设置接线柱九；所述开关二和发光二极管二之间设置接线柱十；所述电位器二两端设置接线柱十七和接线柱十八；

第一步，用导线将线圈二两端的接线柱零、接线柱一连到电源适配器的直流输出2.5V挡；

第二步，将线性霍尔元件的输入端口的两根引线分别与接线柱十八、接线柱九连接，用导线将接线柱十与接线柱十七相连，电源为一节5号干电池；将线性霍尔元件的输出端口的两根引线与毫伏表的两支表笔相连，毫伏表选择旋钮转到200mV挡；

此时，电源、开关二、电位器二、线性霍尔元件组成串连电路，并将线性霍尔元件放置于变压器的上表面中央；线性霍尔元件输出的霍尔电压用毫伏表的电压表测量；

第三步，将线性霍尔元件放置于变压器的上表面中央；闭合开关二，读取毫伏表的读数；再闭合电源适配器的开关，变压器中的线圈二有电流通过，线性霍尔元件处在竖直向上的磁场中，读取毫伏表的读数，顺时针调节电位器二，使电位器二阻值变小，通过线性霍尔元件的电流变大，发现霍尔电压也变大，阻值最小时，读取霍尔电压的最大值；

第四步，将线性霍尔元件稍向上提放置于变压器接线柱的塑料架上，所处磁场变弱些，观察并读取毫伏表的读数；

第五步，将线性霍尔元件倾斜一个角度，倾斜角度在30°到60°之间，观察并读取毫伏表的读数。

一种电磁规律探究实验器的实验方法，包括以下步骤：

第一步，用导线将线圈二两端的接线柱零、接线柱一连到电源适配器的直流输出2.5V挡上；

第二步，将线性霍尔元件输入端口的两根引线分别与接线柱十八、接线柱九连接，用导线将接线柱十、接线柱十七与电流表的正负接线柱相连，电流表的选择旋钮转到10mA挡，电位器二阻值处于最大位置；

第三步，电源为一节5号干电池，将线性霍尔元件的输出端口的两根引线与毫伏表的两支表笔相连，毫伏表选择旋钮转到200mV挡；

此时，变压器的线圈二接电源适配器的直流输出2.5V挡；电源、开关二、2KΩ的电位器二、电流表、线性霍尔元件组成串联电路；

第四步，将线性霍尔元件放置于变压器的上表面中央；线性霍尔元件输出的霍尔电压用毫伏表毫伏挡测量；闭合开关二，读取毫伏表的读数，并记下这个读数；再闭合开关二，变压器中的线圈二有电流通过，线性霍尔元件所在处有竖直向上的磁场，毫伏表的读数显著增加，顺时针调节电位器二，使电流表的读数为0.8mA,从毫伏表上读出此时的霍尔电压值，并记录读出的输入电流I_H和霍尔电压U_H的值；

第五步，顺时针调节电位器二，使电位器二阻值变小，通过线性霍尔元件的电流变大些，再依次读出11组电流和电压值并记录在表中。

一种电磁规律探究实验器的实验方法，包括以下步骤：

所述电位器一两侧分别设置接线柱十九和接线柱二十；所述开关一和电位器一之间连接有接线柱三；所述开关二和发光二极管二之间设置接线柱十；所述电源和电灯之间设置接线柱九；

第一步，用导线将线圈二一端的接线柱一连到电源适配器的直流输出2.5V挡的正极端上，接线柱零与接线柱十九连接，接线柱三连到电流表的正接线柱，电流表的负接线柱连到电源适配器的直流输出2.5V挡的负极端，电流表的选择旋钮转到0.6A挡，22Ω的电位器一阻值处于最大位置；

第二步，将线性霍尔元件输入端口的两根引线分别与接线柱十、接线柱九连接连接，开关二处于断开状态，电源为一节5号干电池；

第三步，将线性霍尔元件的输出端口的两根引线与毫伏表的两支表笔相连，毫伏表选择旋钮转到200mV挡；

此时，变压器的线圈二、开关、电位器一、电流表、直流2.5V电源组成串联电路，1.5V的电源、开关二、HW101A(D)线性霍尔元件组成串联电路；

第四步，将线性霍尔元件放置于变压器的上表面中央；闭合开关二，读取毫伏表的读数，该读书表示线性霍尔元件的失调电压U₀；再闭合电源适配器的开关，变压器中的线圈二有电流通过，线性霍尔元件所在处有竖直向上的磁场，毫伏表的读数显著增加，调节电位器一，使电流表的读数为0.11A,读出此时毫伏表上的电压值U，并记录读出的螺线管电流I和电压U的值；

第五步，调节电位器一，使阻值变小，通过变压器的线圈二的电流变大些，线性霍尔元件所在处磁场变强，毫伏表上显示的电压值增大，再依次读出各组电流和电压值并记录。

一种电磁规律探究实验器的实验方法，包括以下步骤：

电灯和电源之间连接有接线柱七，发光二极管二和开关二之间连接有接线柱八；

第一步，用导线将接线柱一与接线柱八相连，接线柱零与接线柱七相连，电灯为功率3W、220V的LED球泡灯，电源为一节5号干电池；

220V的电灯与相互并联且朝向相反的发光二极管一、发光二极管二串联后，与线圈二并联，再通过开关二接到电源上；

第二步，先将开关二闭合，观察电灯和发光二极管一、发光二极管二是否发光，再将开关二断开，观察断开瞬间电灯和发光二极管一、发光二极管二是否发光；

第三步，将电灯换成220V的5W节能灯重复进行第一步、第二步的操作；

第四步，将电路中的线圈换成变压器中线圈一，重复第二步、第三步的操作；

第五步，将电路中的线圈换成变压器中线圈三重复第二步、第三步的操作；

第六步，撤掉导线，仔细观察一下变压器中三个线圈的粗细程度。

一种电磁规律探究实验器的实验方法，包括以下步骤：

所述发光二极管一两端分别设置接线柱十五和接线柱十六，接线柱十五设置在发光二极管一和电灯之间；所述电源和电灯之间设置接线柱九；所述开关二和发光二极管二之间设置接线柱十；电灯和电源之间连接有接线柱七；

第一步，将发光二极管一、发光二极管二与接线柱十五间的连接断开，将电灯与接线柱九间的连接断开，电源为一节5号干电池，用导线将接线柱零与接线柱十相连，接线柱一与接线柱九相连。

第二步，用导线将接线柱十三和接线柱十五相连，接线柱十四与接线柱七相连，电灯为功率3W、的220V的LED球泡灯。

第三步，将开关二闭合，然后突然将开关二断开，观察断开瞬间电灯是否发光；

第四步，将电灯换成220V的5W节能灯，重复第三步操作；

第五步，将实验电路中变压器中的一对线圈换成另一对线圈组合成新的实验电路，重复第二步到第四步的操作。

一种电磁规律探究实验器的实验方法，包括以下步骤：

所述线圈二两端分别设置接线柱零和接线柱一；所述接线柱一连接于定值电阻的一端，定值电阻另一端设置接线柱二；所述开关一和电位器一之间连接有接线柱三；所述电位器一两侧分别设置接线柱十九和接线柱二十；

第一步，将电流表两端用导线分别连接于接线柱二、接线柱三；接线柱一用导线连接接线柱十九后再连接于电源适配器的直流输出2.5V挡的正极端上；接线柱二十用导线串接一开关后再连接于电源适配器的直流输出2.5V挡的负极端上；

第二步，毫伏表调整为电压表模式并选择合适档位，其两端分别对应连接于接线柱一和接线柱二。

电源适配器、开关、电位器一组成串联电路；定值电阻一端串联电流表后连接于电位器一的移动引出端，定值电阻另一端连接电源适配器的直流输出2.5V挡的正极端上；定值电阻两端还并联有毫伏表；通过改变定值电阻两端的电压，记录毫伏表和电流表的数值，来探究定值电阻是否真定值。

本电磁规律探究实验器及其实验方法，具有以下有益效果：

第一、用2446型自感现象演示器做断电自感现象实验，虽然能观察到小电珠闪亮一下熄灭，但还是会引起很多学生的误解，认为线圈产生的自感电动势不会超过原来的电源电压。本实验器创造性地用220V的LED灯或节能灯代替小电珠，并选用了专门定制的小型变压器中的线圈，做断电自感实验和做断电互感实验时，仅用1节干电池，就能瞬间点亮额定电压220V的LED灯或节能灯，还让学生安全体验到电击的感觉，极大地提升了实验效果，使学生震撼的同时，对电路断电时，导致线圈产生的感应电动势比电源电压高得多，这一事实更加信服。

第二、通电自感实验、断电自感实验、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验、模仿法拉第的实验、演示电感对交流电的阻碍作用实验以及跳环实验等都是经典的实验，在学校里，这些实验都是采用独立的实验装置完成的，各用了一个较大的带铁芯线圈（或变压器），不但浪费资源，而且有的实验效果不够理想。本实验器通过共用一个变压器的方法将这些实验综合在同一套装置中完成，不但实验效果好。而且大大地降低了实验成本，提高了器材使用效率。

第三、现有的“教学用可拆变压器”，质量有4.3千克，大而重。2446型自感现象演示器长60cm，宽19cm，高44cm，质量有十多千克，提着去上课也感到吃力，不便于使用、搬运和贮存。本实验器尽量使元件微型化，集中在一个小空间内（用灵巧的电位器代替滑动变阻器、板的正反面都安装电路等）。比较灵巧，使用、搬运和贮存都很方便。

第四、做探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验时，教材中采用教学用可拆变压器测得的电压值平均不到理论预测值的80%，本实验器选用了能量转换效率更高的变压器，副线圈测得的电压值平均达到理论预测值的99%以上，这样就很自然地归纳出理想变压器的变压比公式，不但学生信服，教学效果好，而且比3－2教材中的实验方案安全保障更好。

第五、学校实验室及淘宝网上所售的霍尔效应演示装置有：WL4123霍尔元件实验板150元，HESJ-1霍尔元件示教板售价450元，霍尔效应实验器600元，它们可以定性演示霍尔电压随电流或磁场强弱的变化而变化，价格贵的两种配有电流表和电压表，能显示U_H和I_H的值。电磁规律探究实验器还能利用“霍尔效应”探究通电螺线管的磁感应强度跟电流的定量关系，而且电磁规律探究实验器仅用一节干电池为电源。

第六、功能多、用途广、成本优势巨大。学校实验室里的有关实验装置有几个在淘宝网上也能买到，仅其中5个实验装置网购总价在508元～1222元之间。

电磁规律探究实验器的组装器材，申请人在淘宝网上购买总共花了89元，若所用木板算1元，共计90元（电源适配器、电流表和豪伏表要定做，未记入）。这是网购的零售价，若厂家生产电磁规律探究实验器，估计生产成本只有几十元，但它至少能完成与电磁现象有关的26个以上的实验，与学校现有的实验装置相比，成本优势巨大。

第七、实验方法的创新。本电磁规律探究实验器在实验方案设计上处处体现探究性。它把平常的教师演示、验证实验转化为学生的探究实验，更能培养学生的动手能力、实验探究能力和创新精神，符合当前大力开展的新课程改革的精神。

本电磁规律探究实验器不但适合老师在课堂上做演示实验，因为它比较灵巧，如果能配置足够的数量，让学生在课堂上人人动手做有关的探究实验，学习效果必定更好。更进一步，如果学生在家主动做这些探究实验，学生的实验探究能力一定会提高的。

综上所述，电磁规律探究实验器不但功能多、用途广、实验效果好，而且成本优势巨大。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是实施例2的结构示意图；

图4是实施例4的结构示意图；

图5是实施例5的结构示意图；

图6是实施例6的结构示意图；

图7是实施例7的结构示意图；

图8是实施例8的结构示意图；

图9是实施例9的结构示意图；

图10是实施例10的结构示意图；

图11是实施例11的结构示意图；

图12是实施例12的结构示意图；

图13是实施例13的结构示意图；

图14是实施例14的结构示意图；

图15是实施例15的结构示意图；

图16是实施例16的结构示意图；

图17是实施例17的结构示意图；

图18是实施例18的结构示意图；

图19是实施例18的U_H-I_H图；

图20是实施例18的另一幅U_H-I_H图；

图21是实施例19的结构示意图；

图22是实施例19的U_H-I图；

图23是实施例20的结构示意图；

图24是实施例21的结构示意图；

图25是实施例22的结构示意图；

图26是实施例23的结构示意图；

图27是实施例24的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

一种电磁规律探究实验器，如图1所示，包括底板1和竖直板2。所述底板1后方连接了可拆卸的竖直板2。

所述底板1上设置有电源适配器300、线性霍尔元件400、变压器500、电位器二600、电流表700。

所述电源适配器300输入端输入220V的交流电，输出端输出交流电和直流电。本电源适配器300具有四档输出，AC、DC各有两档可选，或者用选择开关选择交、直流输出，用旋钮连续调节输出电压的大小这种配置方式。

所述线性霍尔元件400上相对一侧并联有毫伏表401；所述线性霍尔元件400型号为HW101A(D)。毫伏表401也可用数字多用表代替。

所述变压器500包括线圈一501、线圈二502和线圈三503，线圈一501设置在变压器500一端，线圈二502和线圈三503设置在变压器500另一端。线圈一501为253T线圈。线圈二502为506T线圈。线圈三503为1012T线圈。线圈一501两端分别设置接线柱十一011和接线柱十二012。线圈二502两端分别设置接线柱零000和接线柱一001。接线柱一001连接于定值电阻504的一端，定值电阻504另一端设置接线柱二002。线圈三503两端分别设置接线柱十三013和接线柱十四014。

所述电位器二600两端设置接线柱十七017和接线柱十八018。

所述电流表700具有多档量程。

所述竖直板2上连接两组电路，分别为通电自感电路和断电自感电路，各电路元件端口均设有接线柱。

所述通电自感电路包括依次连接的开关一104、电位器一103、小电珠二102和小电珠一101。所述开关一104外端设置接线柱五005。电位器一103两侧分别设置接线柱十九019和接线柱二十020。接线柱十九019设在电位器一103和小电珠二102之间。接线柱三003连接于开关一104和电位器一103之间。接线柱六006连接于小电珠二102和小电珠一101之间。电位器一103限值22Ω。

所述断电自感电路为电灯203与相互并联且朝向相反的发光二极管一201和发光二极管二202串联，然后与相互串联的电源205和开关二204并联。所述发光二极管一201两端分别设置接线柱十五015和接线柱十六016，接线柱十五015设置在发光二极管一201和电灯203之间。所述电源205和电灯203之间设置接线柱九009。所述开关二204和发光二极管二202之间设置接线柱十010。接线柱七007连接于电灯203和电源205之间，接线柱八008连接于发光二极管二202和开关二204之间。

系列1感应电流的产生、方向及大小的系列探究实验

实施例1探究感应电流的产生条件：模仿法拉第的实验。

“模仿法拉第的实验”电路如图2所示。实验步骤如下：

第一步，电源205为一节5号干电池，用导线将接线柱十010与接线柱三003相连，接线柱十九019和接线柱零000相连，接线柱一001和接线柱九009相连；

第二步，用导线将接线柱十三013、接线柱十四014分别与电流表700的正、负接线柱相连，电流表700的选择旋钮转到10mA档，转动调零旋钮，使指针对准刻度盘上的中间零点；

此时，有效电路为：电源205、开关二204、电位器一103、线圈二502组成串联电路，线圈三503与电流表700（选择10mA档）组成串联电路；

第三步，闭合开关二204的瞬间，观察电流表700的指针是否发生偏转；

第四步，开关二204保持闭合，观察电流表700的指针是否发生偏转。然后一边转动22Ω的电位器一103的旋钮（增大阻值或减少阻值），一边观察电流表700的指针是否发生偏转；

第五步，突然断开开关二204的瞬间，观察电流表700的指针是否发生偏转。

实验现象：开关二204闭合的瞬间和开关二204断开的瞬间，电流表700指针都发生了偏转。开关二204保持闭合，电位器一103旋钮不动时，电流表700的指针没有发生偏转；当转动22Ω电位器一103的旋钮时，电流表700的指针又发生了偏转。

探究提示1：注意电路是否闭合，磁通量有无发生变化。

探究目的1：总结出感应电流的产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

探究提示2：将电流表700改为与变压器500的253T的线圈一501，即接线柱十一011和接线柱十二012之间的线圈，组成串联电路，再重复上面的实验操作，观察实验效果有何不同？

探究目的2：实验结果显示第一次（即电流表700与匝数多的线圈三503串联时）电流表700指针偏转更显著。从而为理解法拉第电磁感应定律打下实验基础。

实施例2探究判定感应电流方向的方法。

图3是实验电路及操作方法的示意图，钕铁硼强磁铁直径1.2cm，厚度1.5cm，装在透明圆筒中（筒底座较厚，磁铁被变压器500吸住时还能用手提上来）。506T线圈二502两端的接线柱零000、接线柱一001分别与电流表700的+、-接线柱连接，电流表700量程选择300μA挡，事先用试触法确定电流从+接线柱流进电流表700时，指针向右侧偏转。将磁铁按图中4种情形靠近或远离变压器（线圈），观察电流表700指针的偏转方向。

探究提示：注意感应电流产生的磁场对引起感应电流的磁通量变化会产生怎样的影响。

探究目的：发现感应电流的磁场总阻碍引起感应电流的磁通量的变化，总结出楞次定律。

实施例3探究磁通量变化快慢对感应电流大小的影响

实验电路及操作方法也如图3所示，但每种情形中移动磁铁时，一次要快速移动，一次要缓慢移动，移动过程中注意观察电流表700指针的最大偏角。

探究提示：注意比较“快速移动”与“缓慢移动”时电流表700指针的最大偏角。

探究目的：发现穿过闭合电路的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，回路（回路的电阻不变）中的感应电流也越大，为理解法拉第电磁感应定律打下实验基础。

系列2自感现象的系列探究实验

实施例4断电自感现象探究（一）：一节干电池点亮220V的照明灯

第一次实验电路如图4所示。

实验步骤如下：

第一步，用导线将接线柱一001与接线柱八008相连，接线柱零000与接线柱七007相连，电灯203为功率3W，220V的“美的”LED球泡灯，电源205为一节5号干电池；

此时，有效电路为：220V的电灯203与相互并联且朝向相反的发光二极管一201、发光二极管二202串联后（均为5㎜，红色接线柱表示二极管的正极），与506T的线圈二502（直流阻值6.0Ω）并联，再通过开关二204接到1.5V的电源205上；

第二步，先将开关二204闭合，观察电灯203和发光二极管一201、发光二极管二202是否发光，再将开关二204断开，观察断开瞬间电灯203和发光二极管一201、发光二极管二202是否发光。

探究提示1：根据发光二极管一201、发光二极管二202中哪个发光来判定此时电灯203中的电流方向，并思考这个电流是不是干电池电源205形成的电流？

实验现象：开关二204闭合时，由于电压只有1.5V，远低于220V的额定电压，电灯203不亮，发光二极管一201和发光二极管二202均不亮。当开关二204突然断开时，电灯203和发光二极管二202闪亮一下再熄灭，现象非常清晰，发光二极管一201始终未亮。表明此时电流从左向右流过电灯203（若是干电池电源205形成的电流，方向应从右到左），

第三步，将电灯203换成220V的5W“迈特”节能灯重复进行实验；

第四步，将电路中的线圈换成变压器500中253T的线圈一501，重复第二步、第三步的操作。

第五步，将电路中的线圈换成变压器500中1012T的线圈三503重复第二步、第三步的操作（还可用家里的小功率照明灯一起试验比较一下）。

第六步，撤掉导线，仔细观察一下变压器500中三个线圈的粗细有何不同（从缝隙中观察引线头）。

探究提示2：注意观察两种220V的照明灯中哪一种更容易被点亮？哪个线圈点亮电灯203的效果更好些？并尝试解释实验中的现象。

探究目的：观察到电灯203闪亮一下后，对电路断电时，导致线圈产生的自感电动势比电源205电压高得多，这一事实就会信服。理解并解释断电自感现象，同时认识到线圈的自感系数与线圈的大小、形状、圈数等有关。

实施例5断电自感现象探究（二）：安全体验电击实验（单人实验或千人震实验）

第一次的实验电路如图5所示，实验步骤如下：

第一步，电源205为一节5号干电池，用导线将接线柱一001与接线柱九009相连，接线柱零000与接线柱十010相连。请接受体验的人用同一个手（更安全，体验者心理上更踏实些）的两个手指分别按住接线柱零000和接线柱一001。

此时，有效电路为：506T的线圈二502与人并联，再通过开关二204接到1.5V的电源205上。

第二步，将开关二204闭合，然后突然将开关二204断开，观察接受体验的人的反应。

实验现象：开关二204突然断开时，接受体验的人有受到电击的感觉（手指发麻一下，就像有时冬天脱衣服时，突然被电了一下的感觉）。

第三步，将线圈换成253T的线圈一501（即接线柱十一011和接线柱十二012之间）和1012T的线圈三503（即接线柱十三013和接线柱十四014之间）再各做一次；

探究提示：注意体会用哪个线圈时，受电击感觉更强些？

探究目的：安全体验电击后，对电路断电时，导致线圈产生的自感电动势比电源205电压高得多，这一事实就会信服。会解释为什么有受到电击的感觉。

说明：本实验也可以换一种做法，让几个同学手拉着手串联，左右两头的人用一个手指分别按住线圈两端的接线柱零000和接线柱一001，结果在开关二204突然断开时，每个同学都有受到电击的感觉。这叫“千人震实验”。几个同学一起时，建议做“千人震实验”。

实施例6通电瞬间自感现象的探究实验

第一次实验电路如图6所示，实验步骤如下：

第一步，用导线将接线柱零000与接线柱三003相连，接线柱一001与接线柱四004相连，接线柱五005和接线柱六006接上电源适配器300的直流8V挡，接通电源，调节22欧的电位器一103阻值，直到两个规格相同的4V小电珠一101和小电珠二102亮度相等；

此时，有效电路为：线圈二502与4V、0.7A的小电珠一101串联，22Ω电位器一103与4V小电珠二102串联，然后两者并联后通过开关一104接到电源适配器300的直流输出挡。

第二步，断开开关一104，再将开关一104重新闭合，观察小电珠一101和小电珠二102中哪个先达到正常亮度。

实验现象：与电位器一103串联的小电珠二102先达到正常亮度，与线圈串联的小电珠一101迟一些才达到正常亮度。

第三步，将线圈分别换成253T的线圈一501（即接线柱十一011、接线柱十二012,阻值8.9Ω）和1012T的线圈三503（即接线柱十三013、接线柱十四014之间,阻值38.3Ω）各试一次。

探究提示：三组线圈中随便选一个都能把两个小电珠的亮度调到相等吗？本实验中用哪一组线圈效果较好？

探究目的：理解和解释通电自感现象，同时认识到线圈的自感系数与线圈的大小、形状、圈数等有关。

实施例7探究电感对交流的阻碍作用

第一次实验的电路如图7所示，实验步骤如下：

第一步，用导线将接线柱零000与接线柱三003相连，接线柱一001与接线柱四004相连，接线柱五005、接线柱六006接上电源适配器300的直流8V挡，接通电源，调节22Ω的电位器一103，直到两个规格相同的4V、0.7A小电珠一101和小电珠二102亮度相等。

第二步，关闭电源，将接线柱五005、接线柱六006换成与电源适配器300的交流输出8V挡相连，重新接通电源，观察两电珠发光情况。

第三步，将线圈换成接线柱十一011和接线柱十二012间的253T的线圈一501重复上面实验。

探究提示：换成交流8V时，注意观察小电珠一101是亮度变暗些，还是完全不亮。本实验中采用1012T的线圈三503是否合适？

探究目的：认识电感对交变电流的阻碍作用，说说本实验中所用的线圈自感系数较大还是较小

系列3互感现象的系列探究实验

实施例8断电互感现象探究（一）：一节干电池点亮220V的照明灯

实验方法是变压器500中选一个线圈与电源205及开关二204串联，220V的电灯203与变压器500中的另一个线圈串联。因为变压器500中有三个线圈，所以电路有6种可能,其中一种实验电路如图8所示。每种电路都用220V的3W“美的”LED球泡灯和220V的5W“迈特”节能灯分别试验一下，这样共要做12次实验（也可用家里的小功率照明灯一起试验比较，实验次数会更多）。其中一次的实验电路如图8所示，实验操作步骤如下：

第一步，将二极管与接线柱十五015间的连接断开，将电灯203与接线柱九009间的连接断开，电源205为一节5号干电池，用导线将接线柱零000与接线柱十010相连，接线柱一001与接线柱九009相连。

第二步，用导线将接线柱十三013和接线柱十五015相连，接线柱十四014与接线柱七007相连，电灯203为功率3W，品牌为“美的”的220V的LED球泡灯。

第三步，将开关二204闭合，然后突然将开关二204断开，观察断开瞬间LED灯是否发光。

实验现象：开关二204突然断开时，电灯203闪亮一下再熄灭，现象非常清晰。

第四步，将电灯203换成220V的5W“迈特”节能灯，重复第三步操作。

第五步，将实验电路中变压器500中的一对线圈换成另一对线圈组合成新的实验电路，重复第二步到第四步的操作。

探究提示：12次实验中电灯203都能被点亮吗？注意观察哪种电路点亮电灯203的效果更好些？两种220V的电灯203中哪一种更容易被点亮？

探究目的：根据所学的物理原理（感应电流的产生条件和法拉第电磁感应定律等）理解所看到的断电互感现象。

实施例9断电互感现象探究（二）：安全体验电击实验（单人实验或千人震实验）

其中一种电击体验互感电路如图9所示，实验步骤如下：

第一步，电源205为一节5号干电池，用导线将接线柱零000与接线柱十010相连，接线柱二002与接线柱九009相连。请接受体验的人用同一个手的两个手指分别按住接线柱十一011和接线柱十二012（即人与253T的线圈一501并联）。

此时，有效电路为：1.5V的电源205与开关二204、20Ω定值电阻504、线圈二502串联，另一组线圈一501与人并联。

第三步，接受体验的人换成用同一个手的两个手指分别按住接线柱十三013和接线柱十四014（即人与1012T的线圈三503并联），重新体验一次。

探究提示：比较两次体验中哪一次受电击感觉强一些？

探究目的：根据所学的物理原理解释为什么有电击感觉，为什么那一次感觉更强些。

说明：也可以选择1.5V电源205与开关二204、1012T的线圈三503串联，另一组线圈与人并联。所以电路也有多种可能。这里同样可以做“千人震实验”。

实施例10通电瞬间互感现象探究：跳环实验

实验电路如图10所示，220V交流电源、开关、变压器的（500）的506T的线圈二502组成串联电路。实验步骤如下。

第一步，用导线将接线柱零000、接线柱一001通过开关连接到220V交流电源上，并盖好盖板。

注意：这里使用的是220V的交流电源，必须确保安全使用。接线柱形状是专门设计的，使手指不可能碰到金属部分。而且配有盖板起双保险作用。

第二步，在变压器500上表面（标有变压器的型号数据）放上十几颗轻质的螺丝垫片800。

第三步，突然闭合开关，观察螺丝垫片800是否飞起来。

实验结果：一部分螺丝垫片800向上跳起十多厘米高，有的掉到桌子上。

探究提示：将电路中的线圈换成变压器500的1012T的线圈三503，重新实验，观察实验现象有何不同？

探究目的：尝试用楞次定律等物理原理解释“跳环现象”。

实验结果讨论：开关闭合后，变压器500的506T的线圈二502有了电流，就会在周围空间产生磁场。因为螺丝垫片800是圆环状的导体，在开关闭合瞬间，穿过螺丝垫片800的磁通量突然增加，在螺丝垫片800中就产生了感应电流。根据楞次定律，感应电流引起的效果总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，螺丝垫片800有朝磁通量减少的方向运动的趋势，即螺丝垫片800中感应电流受到的安培力向上，因为实验中用的螺丝垫片800很轻，受到向上的安培力大于它的重力，所以能观察到螺丝垫片800向上跳起，称为跳环实验。

系列4有关变压器的系列探究实验

实施例11探究变压器500线圈两端的电压与匝数的关系

电源适配器300提供的交流电压（有8V和2.5V两档可选）从变压器500的一组线圈输入，另两组线圈是副线圈。实验电路也有三种可能，因为三组线圈的匝数分别为253T、506T、1012T，输出电压都在36V以下，安全没问题。其中一组实验电路如图11所示，对应的实验步骤如下：

第一步，用导线将接线柱零000、接线柱一001接上电源适配器300的交流电压输出挡，先选择交流2.5V挡。接通电源，用数字多用电表先后测出接线柱零000、接线柱一001间的输入电压（多用表选择交流20V挡），接线柱十一011、接线柱十二012间的输出电压（选择交流2V挡），接线柱十三013、接线柱十四014间的输出电压（选择交流20V挡），并记录。

第二步，关闭电源，将电源适配器300的交流电压输出挡调到8V挡，再按第一步的方法重复测量并记录，要注意正确变换多用电表的量程（输出电压大于20V时要选交流200V挡），避免出现超量程情况。

第三步，将电源适配器300提供的交流电压（有8V和2.5V两档可选）从变压器500的另一组线圈输入（253T的线圈一501和1012T的线圈三503各做一次），重复前二步的测量。

探究提示：各次实验中，用数字多用表分别测出三组线圈两端的电压并记录。再分析研究测得的原副线圈两端电压和原副线圈的匝数，找出规律。

探究目的：根据测得的电压数据推出理想变压器500的变压比公式。

探究结果：不管升压还是降压，变压器原、副线圈两端的电压与原、副线圈的匝数成正比（平均误差在1%以内）。可用公式表示为：，称为理想变压器的变压比公式。

探究结果讨论：“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验被教材安排为课堂探究实验，就是希望根据实验测得数据推出理想变压器500的变压比公式。现将“电磁规律探究实验器”和学校现有的“教学用可拆变压器”的实验数据进行对比。实验中采用“胜利”VC890C+数字多用电表。为了有一个统一的比较标准，测量得到的副线圈电压值用表示，由变压比公式求出的是理论预测值，我们比较的值是：，我们希望这个值越接近100%越好，实验得到的A值只有基本接近100%时，才能成功推出变压比公式。

先看我用学校现有的“教学用可拆变压器”得到的实验数据，如表1和表2所示：

在上面获得的32组实验数据中，A值最高为81.63%，最低为69.19%，平均值为77.67%。因此，根据上面实验的数据，其实是很难得出变压比公式，这种情况下，老师只能解释是因为变压器不是理想的，有各种损耗，导致有这种偏差，然后强行给出理想变压器的变压比公式。因为电压测量值与公式的理论预测值相差这么大，学生心中还是将信将疑，自然，教学效果也大打折扣。

用“电磁规律探究实验器”做这个实验得到的数据如表3、表4、表5所示（为了得到更多数据，结果更可靠，对比实验时采用学生电源供电）。

在上面获得的40组实验数据中，A值最高为100.0%，最低为97.01%，平均值为99.33%。因为A值已很接近100%，总结得到理想变压器的变压比公式也是水到渠成的事，而且学生信服，教学效果好。

实施例12利用变压器500升压后对电灯203供电

实验电路如图12所示，选择253T的线圈一501做变压器500的原线圈，电源由电源适配器300的交流8V挡输出。1012T的线圈三503对电灯203（功率3W的220V“美的”牌LED球泡灯）供电。变压器500原、副线圈匝数比为1：4，实验步骤如下。

第一步，用导线将接线柱十三013与接线柱十五015相连，接线柱十四014与接线柱七007相连。电灯203为功率3W，额定电压220V“美的”牌LED球泡灯。

第二步，用导线将接线柱十一011、接线柱十二012接上电源适配器300的交流输出8V挡，接通电源。观察电灯203发光情况。

实验现象：“美的”牌LED球泡灯发光。

探究提示：变压器500原副线圈之间没有导线连接，为什么能传输电能？将副线圈由1012T的线圈三503改为506T的线圈二502再做一次，220V的电灯203还能发光吗？

探究目的：了解变压器500升压供电原理。知道LED灯泡的工作电压范围很宽。

实施例13利用变压器500降压后对小电珠一101供电

实验电路如图13所示，变压器500的1012T的线圈三503接上交流电源，506T的线圈二502对小电珠一101供电。线圈三503、线圈二502匝数比为2：1，实验步骤如下。

第一步，用导线将接线柱零000与接线柱四004相连，接线柱一001与接线柱六006相连。小电珠一101为额定电压2.5V的小电珠。

第二步，用导线将接线柱十三013、接线柱十四014接上电源适配器300的交流输出8V挡，接通电源。观察小电珠一101发光情况。

实验现象：2.5V的小电珠一101正常发光。

探究提示：变压器500输入电压为8V，原、副线圈匝数比为2：1，按照变压器变压比公式，变压器副线圈得到的电压约4V，2.5V的小电珠一101为什么能正常工作？

探究目的：了解变压器降压供电原理。知道实际的小型变压器不是理想的，线圈本身有电阻，有损耗，导致输出电压下降。

实施例14探究变压器接直流电源时能不能传输电能

实验电路如图14所示，1012T线圈三503接直流电源，506T的线圈二502对小电珠一101供电。变压器500原、副线圈匝数比为2：1，实验步骤如下。

第二步，用导线将接线柱十三013、接线柱十四014接上电源适配器300的直流输出8V挡，接通电源。观察小电珠一101发光情况。为了减少变压器500线圈发热，通电时间尽量短一些。

实验现象：2.5V的小电珠一101没有发光。

探究提示：本实验只能采用1012T的线圈三503（直流电阻值38Ω），禁止更换线圈，防止线圈过热造成损伤。接直流电源时，变压器500为什么不能正常工作？

探究目的：知道变压器500是利用电磁感应原理工作的。

说明：若在做实施例13（利用变压器500降压后对小电珠一101供电）的基础上做本实验，只需把电源从交流输出8V挡换成直流输出8V挡，然后观察灯泡发光情况。注意要及时断电，保护好变压器500线圈。

系列5（实施例15）探究通电螺线管（环形电流）周围的磁场方向

实验电路如图15所示，实验步骤如下：

第一步，电源205为一节5号干电池，用导线将接线柱零000与接线柱十010相连，接线柱一001与接线柱九009相连。

1.5V的电源205通过开关二204与变压器500的中506T的线圈二502相连，这时的变压器500相当于一个通电螺线管，用小磁针静止时北极所指的方向显示螺线管周围的磁场方向。

第二步，将变压器500侧放在桌面上，再将5个小磁针摆放在变压器500的周围，开始时，小磁针受地球磁场的影响，5个小磁针的北极（N极，用红色表示）全部指向北方。

探究提示1：实验时变压器500有铭牌的这面朝东或朝西，避开地磁场的干扰。

第三步，闭合开关二204，506T的线圈二502中有电流通过，产生磁场，稳定后，观察5个小磁针的北极（N极，用红色表示）所指的方向。

第四步，改变螺线管中的电流方向，再观察5个小磁针的北极（N极，用红色表示）所指的方向。

探究提示2：通电螺线管（环形电流）会在周围空间产生磁场，而且螺线管中的电流方向和螺线管中心轴线上的磁场方向之间存在着一个确定的关系，科学家安培总结出一个规律来表示两者的关系，称为安培定则（右手螺旋定则）。使用时，右手握成螺旋状，弯曲的四指和伸直的拇指是用来表示方向的。请根据实验中小磁针的北极所指的方向尝试总结出安培定则。

探究目的：总结出安培定则。安培定则内容：让右手弯曲的四指与环形电流（螺线管中电流）的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。对通电螺线管来说，拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向，指向螺线管的北极。

系列6霍尔效应系列探究实验

实施例16定性研究霍尔电压与输入电流及磁场的关系

实验电路如图16所示，实验步骤如下：

第一步，用导线将506T的线圈二502两端的接线柱零000、接线柱一001连到电源适配器300的直流输出2.5V挡。线圈二502的直流电阻为6Ω。

第二步，将线性霍尔元件400的输入端口的两根引线分别与接线柱十八018、接线柱九009连接（红色引线与接线柱十八018连接），用导线将接线柱十010与接线柱十七017相连，电源205为一节5号干电池。将线性霍尔元件400的输出端口的两根引线与毫伏表401的两支表笔相连（红色引线与红表笔连接），毫伏表401选择旋钮转到200mV挡。

变压器500的506T的线圈二502接电源适配器300的直流2.5V挡，变压器500当成通电螺线管来用，作用是产生磁场。此时，有效电路如下：1.5V的电源205、开关二204、2KΩ的电位器二600、HW101A(D)的线性霍尔元件400组成串连电路，并将线性霍尔元件400放置于变压器500的上表面中央。线性霍尔元件400输出的霍尔电压用毫伏表401的电压表测量。

第三步，将线性霍尔元件400放置于变压器500的上表面中央。闭合开关二204，毫伏表401读数为0.6mV。再闭合电源适配器300的开关，变压器500中的506T的线圈二502有电流通过，线性霍尔元件400处在竖直向上的磁场中，毫伏表401读数为6.0mV，顺时针调节2KΩ的电位器二600，使阻值变小，通过线性霍尔元件400的电流变大，发现霍尔电压也变大，阻值最小时，显示的霍尔电压最大值为25.5mV。说明霍尔电压随输入线性霍尔元件400的电流的增大而增大（说明：电源电压仅为1.5V，输入线性霍尔元件400的电流都在安全范围内）。

第四步，将线性霍尔元件400稍向上提放置于变压器500接线柱的塑料架上，所处磁场变弱些，毫伏表401的读数由25.5mV减少为17.4mV。说明垂直加在线性霍尔元件400上的磁场越强，霍尔电压就越大，磁场变弱，霍尔电压就变小。

第五步，将线性霍尔元件400倾斜一个角度（30°到60°之间），毫伏表401的读数减少为19.1mV，说明霍尔电压与线性霍尔元件400中的电流与磁场方向的夹角（或者说成：线性霍尔元件400表面与磁场方向的夹角）有关，两者垂直时霍尔电压最大。

探究提示：变压器500的506T的线圈二502线圈不要一直通电，没测量时先切断电源。

探究目的：会定性描述霍尔电压与输入电流、所处磁场的强弱以及线性霍尔元件400表面与磁场方向的夹角的关系。

实施例17利用“霍尔效应”定性检测磁场

实验电路如图17所示，实验步骤如下：

第一步，将HW101A(D)的线性霍尔元件400的输入端口的两根引线分别与接线柱十010、接线柱九009连接（红色引线与接线柱十010连接），电源205为一节5号干电池。将线性霍尔元件400的输出端口的两根引线与毫伏表401的两支表笔相连（红色引线与红表笔连接），毫伏表401选择旋钮转到200mV挡。

第二步，将线性霍尔元件400放置于本实验器的水平底板上。闭合开关二204，毫伏表401有3.8mV左右的读数。

此时，有效电路为：1.5V的电源205、开关二204、HW101A(D)的线性霍尔元件400组成串连电路。磁场由条形磁铁提供，线性霍尔元件400输出的霍尔电压用毫伏表401的200毫伏挡测量。

第三步，将装在筒里面的钕铁硼磁铁（已标明极性）S极朝下靠近线性霍尔元件400，线性霍尔元件400所在处有向上的磁场且逐渐增强，毫伏表401的示数逐渐增加到二百毫伏，且读数为正值；再将磁铁N极朝下靠近线性霍尔元件400，线性霍尔元件400所在处有向下的磁场且逐渐增强，毫伏表401的示数逐渐增加到二百毫伏，且读数为负值。

实验结论：线性霍尔元件400所在处无磁场时，毫伏表401显示很小的失调电压；所在处磁场方向向上时，霍尔电压为正值；所在处磁场方向向下时，霍尔电压为负值，并且磁场越强，霍尔电压越大。反过来，霍尔电压较大，说明线性霍尔元件400所在处磁场较强。线性霍尔元件400水平放置时，若霍尔电压为正值，说明线性霍尔元件400所在处磁场方向大致向上；若霍尔电压为负值，说明线性霍尔元件400所在处磁场方向大致向下。据此可定性检测磁场的强弱并大致判断线性霍尔元件400所在处的磁场方向，或者用来判断未标明极性的磁铁的南北极。

第四步，线性霍尔元件400放置于水平底板上，将外面包上不透明纸的钕铁硼磁铁某一极朝下靠近线性霍尔元件400，观察毫伏表401显示的读数。若读数为正值，说明线性霍尔元件400所在处磁场方向向上，即磁铁下端是S极；若读数为负值，说明线性霍尔元件400所在处磁场方向向下，即磁铁下端是N极。（每次实验做法要相同，电源和毫伏表的正负不能调，线性霍尔元件400不能放反了）

探究提示：每次实验做法要相同，电源和毫伏表的正负不能调，线性霍尔元件400不能放反了。

探究目的：能定性描述线性霍尔元件400所在处磁场的强弱及大致方向。

实施例18定量研究霍尔电压与输入电流的关系

实验电路如图18所示，实验步骤如下：

第一步，用导线将506T的线圈二502两端的接线柱零000、接线柱一001连到电源适配器300的直流输出2.5V挡上。

第二步，将HW101A(D)的线性霍尔元件400输入端口的两根引线分别与接线柱十八018、接线柱九009连接（红色引线与接线柱十八018连接），用导线将接线柱十010、接线柱十七017与电流表700的正负接线柱相连，电流表700的选择旋钮转到10mA挡，2KΩ的电位器二600阻值处于最大位置。

第三步，电源205为一节5号干电池，将线性霍尔元件400的输出端口的两根引线与毫伏表401的两支表笔相连（红色引线与红表笔连接），毫伏表401选择旋钮转到200mV挡。

此时，有效电路为：变压器500的506T的线圈二502接电源适配器300的直流输出2.5V挡。1.5V的电源205、开关二204、2KΩ的电位器二600、电流表700、HW101A(D)的线性霍尔元件400组成串联电路，并将线性霍尔元件400放置于变压器500的上表面中央。变压器500是当成通电螺线管来用，作用是在线性霍尔元件400所在处产生竖直方向的磁场。线性霍尔元件400输出的霍尔电压用毫伏表401毫伏挡测量。

第四步，将线性霍尔元件400放置于变压器500的上表面中央。闭合开关二204，毫伏表401的读数为0.6mV左右，记下这个读数。再闭合开关二204，变压器500中的506T的线圈二502有电流通过，线性霍尔元件400所在处有竖直向上的磁场，毫伏表401的读数显著增加，顺时针调节2KΩ的电位器二600，使电流表700的读数为0.8mA,从毫伏表401上读出此时的霍尔电压值，并在表6中记录读出的输入电流I_H和霍尔电压U_H的值。

第五步，顺时针调节2KΩ的电位器二600，使阻值变小，通过线性霍尔元件400的电流变大些，再依次读出11组电流和电压值并记录在表6中。

探究提示：电流表700读数时视线要正视，要正确估读。变压器500的506T线圈二502不要一直通电。

探究目的：在误差允许范围内，得到霍尔电压U_H与输入电流I_H成正比的关系。

图19是利用电脑中的画图工具，手动描点连直线得到的U_H-I_H图象，图20是利用电脑中的Excel软件输入实验数据后，“图表类型”选择“平滑散点图”，选中图像，添加趋势线并倒推，“趋势线类型”选择“线性”，选中“散点图”，“格式”下拉菜单中“数据系列”中的“线性”选择“无”，电脑自动画出的U_H-I_H图象。两个图中的所有数据点与绘出的U_H-I_H直线的偏差都在实验误差允许的范围内。

实验结果：图19和图20中的U_H-I_H图象都清楚地表明：在实验误差允许的范围内，可以认为“霍尔电压U_H”与线性霍尔元件400的输入电流I_H成线性关系。

实验结果讨论：按照霍尔效应的原理，霍尔电压，即U_H与霍尔元件的输入电流I_H成正比，与磁感应强度B成正比。本实验是在控制磁感应强度B不变的条件下，验证霍尔电压U_H与输入电流I_H成否满足成正比的关系。图19和图20中的图象已表明U_H与I_H成线性关系，但这里存在一个问题，就是U_H-I_H图象没有经过坐标原点，纵轴截距约为0.6mV～0.7mV。查阅资料后发现，霍尔效应存在着几种副效应，还有，在磁感应强度为零时，霍尔电压不为零，称为霍尔元件的失调电压。本实验中的第四步，将线性霍尔元件放置于变压器500的上表面中央，闭合开关二204，毫伏表401的读数在0.6mV左右，这个0.6mV就是线性霍尔元件400的失调电压（线性霍尔元件400的输入电流大一些，对应的失调电压也大一些）。其实将测得的电压值减去失调电压后当做霍尔电压更合适一些，这样U_H-I_H图象会经过坐标原点，因此，本实验的结论是，在误差允许范围内，可认为霍尔电压U_H与输入电流I_H成正比的关系。

说明：本实验面向中学生开设，简明扼要处理了失调电压，没有系统考虑霍尔效应的副效应对实验测量的影响，因此测量精度相对较低。

实施例19利用“霍尔效应”探究通电螺线管的磁感应强度跟电流的关系

实验电路如图21所示，实验步骤及现象如下：

第一步，用导线将506T的线圈二502一端的接线柱一001连到电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上，接线柱零000与接线柱十九019连接，接线柱三003连到电流表700的正接线柱，电流表700的负接线柱连到电源适配器300的直流输出2.5V挡的负极端，电流表700的选择旋钮转到0.6A挡，22Ω的电位器一103阻值处于最大位置。

第二步，将HW101A(D)的线性霍尔元件400输入端口的两根引线分别与接线柱十010、接线柱九009连接（红色引线与接线柱十010连接，开关二204处于断开状态，电源205为一节5号干电池。

第三步，将HW101A(D)的线性霍尔元件400的输出端口的两根引线与毫伏表401的两支表笔相连（红色引线与红表笔连接），毫伏表401选择旋钮转到200mV挡。

此时，有效电路为：变压器500的506T的线圈二502、开关、22Ω的电位器一103、电流表700、直流2.5V电源组成串联电路，1.5V的电源205、开关二204、HW101A(D)线性霍尔元件400组成串联电路，并将线性霍尔元件400放置于变压器500的上表面中央。变压器500是当成通电螺线管来用，作用是在线性霍尔元件400所在处产生竖直方向的磁场。线性霍尔元件400输出的霍尔电压用毫伏表401的毫伏挡测量。

第四步，将线性霍尔元件400放置于变压器500的上表面中央。闭合开关二204，毫伏表401的读数在3.8mV左右（表示线性霍尔元件400的失调电压：U₀＝3.8mV）。再闭合电源适配器300的开关，变压器500中的506T线圈二502有电流通过，线性霍尔元件400所在处有竖直向上的磁场，毫伏表401的读数显著增加，调节22Ω的电位器一103，使电流表700的读数为0.11A,读出此时毫伏表401上的电压值U，并在表7中记录读出的螺线管电流I和电压U的值。

第五步，调节22Ω的电位器一103，使阻值变小，通过变压器500的506T的线圈二502的电流变大些，线性霍尔元件400所在处磁场变强，毫伏表401上显示的电压值增大，再依次读出11组电流和电压值并记录到表7中。

探究提示：电流表700读数时视线要正视，要正确估读。

探究目的：在误差允许范围内，得到结论“通电螺线管两端中央紧靠铁芯处的磁感应强度B与通电螺线管的输入电流I存在正比关系”。

实验所测的数据如表7所示：未加磁场时，线性霍尔元件400的失调电压：U₀＝3.8mV

图22是利用电脑中的Excel软件输入实验数据后，“图表类型”选择“平滑散点图”，选中图像，添加趋势线并倒推，“趋势线类型”选择“线性”，选中“散点图”，“格式”下拉菜单中“数据系列”中的“线性”选择“无”，电脑自动画出的U_H-I图象。图中的所有数据点与绘出的U_H-I直线的偏差都在实验误差允许的范围内。

实验结果：图22中的U_H-I图象清楚地表明：在实验误差允许的范围内，可以认为“霍尔电压U_H”与通电螺线管的输入电流I存在正比关系。

实验结果讨论：按照霍尔效应的原理，霍尔电压U_H与线性霍尔元件400的输入电流I_H成正比，与线性霍尔元件400所在处的磁感应强度B成正比。在本实验中，线性霍尔元件400所在处的向上的磁场是由通电螺线管（变压器500中506T的线圈二502）产生的。实验中已得到“霍尔电压U_H与通电螺线管的输入电流I存在正比关系”的结论，而U_H与线性霍尔元件400所在处的磁感应强度B是成正比的，那么推理一下就有以下结论：“通电螺线管两端中央紧靠铁芯处的磁感应强度B与通电螺线管的输入电流I存在正比关系”。

系列7伏安特性系列探究实验

实施例20探究小电珠的伏安特性

实验电路如图23所示，电位器一103为22Ω。

第一步，将电流表700两端用导线分别连接于接线柱三003、接线柱四004。接线柱六006用导线连接接线柱十九019后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。接线柱二十020用导线串接一开关后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的负极端上。

第二步，毫伏表401调整为电压表模式并选择合适档位，其两端分别对应连接于接线柱四004和接线柱六006。

此时，有效电路为：电源适配器300、开关、电位器一103组成串联电路。小电珠一101一端串联电流表700后连接于电位器一103的移动引出端，小电珠一101另一端连接电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。小电珠一101两端还并联有毫伏表401。

电位器一103为一个连续可调的电阻器，起到分压器的作用，可得到一个与可动臂成一定关系的输出电压，该输出电压作用于小电珠一101。通过改变小电珠一101两端的电压，一边观察小电珠一101的明暗程度，一边记录毫伏表401和电流表700的数值，并根据8组以上的实验数据描绘出小电珠一101的伏安特性曲线。

探究提示：使用时不要使电流表700超量程。小电珠一101的伏安特性曲线会是一条直线吗？请尝试对绘出的伏安特性曲线作出解释？

探究目的：知道金属导体的电阻率随温度的升高而增大，进一步理解电阻定律。

实施例21探究发光二极管的伏安特性

实验电路如图24所示，电位器一103为22Ω电位器。

第一步，将电流表700两端用导线分别连接于接线柱三003、接线柱十五015。接线柱十六016用导线连接接线柱十九019后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。接线柱二十020用导线串接一开关后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的负极端上。

第二步，毫伏表401调整为电压表模式并选择合适档位，其两端分别对应连接于接线柱十五015和接线柱十六016。

此时，有效电路为：电源适配器300、开关、电位器一103组成串联电路。发光二极管一201一端串联电流表700后连接于电位器一103的移动引出端，发光二极管一201另一端连接电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。发光二极管一201两端还并联有毫伏表401。

电位器一103为一个连续可调的电阻器，起到分压器的作用，可得到一个与可动臂成一定关系的输出电压，该输出电压作用于发光二极管一201。通过改变发光二极管一201两端的电压，一边观察发光二极管一201的明暗程度，一边记录毫伏表401和电流表700的数值，并根据10组以上的实验数据描绘出发光二极管一201的伏安特性曲线。

探究提示1：使用时不要使电流表700和毫伏表401超量程（要根据情况重新选择合适的量程）。请观察电压达到多少时，发光二极管一201才会发光。

探究提示2：发光二极管一201的伏安特性曲线会是一条直线吗？请尝试对绘出的伏安特性曲线作出解释？

探究目的：知道发光二极管是半导体，伏安特性曲线不是一条直线，熟悉发光二极管的伏安特性曲线和发光电压条件。

实施例22定值电阻真定值吗

实验电路如图25所示，电位器一103为22Ω。

第一步，将电流表700两端用导线分别连接于接线柱二002、接线柱三003。接线柱一001用导线连接接线柱十九019后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。接线柱二十020用导线串接一开关后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的负极端上。

第二步，毫伏表401调整为电压表模式并选择合适档位，其两端分别对应连接于接线柱一001和接线柱二002。

此时，有效电路为：电源适配器300、开关、电位器一103组成串联电路。定值电阻504一端串联电流表700后连接于电位器一103的移动引出端，定值电阻504另一端连接电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。定值电阻504两端还并联有毫伏表401。

电位器一103为一个连续可调的电阻器，起到分压器的作用，可得到一个与可动臂成一定关系的输出电压，该输出电压作用于定值电阻504。通过改变定值电阻504两端的电压，记录毫伏表401和电流表700的数值，来探究定值电阻是否真定值。

第三步，接通电源300，转动电位器一103的旋钮，使毫伏表401读数由小到大慢慢增加，分别将8组以上的毫伏表401和电流表700的对应读数记入实验表格，根据欧姆定律分别求出定值电阻504的8个测量值。

探究提示：根据实验数据求出的定值电阻504阻值是不是外壳所标的值20Ω，请尝试对实验结果作出解释？用金属材料做定值电阻是否合适（灯丝材料是金属做的，结合实施例20的实验结果）？

探究目的：知道定值电阻所标的阻值是有误差的，应该用电阻率受温度影响小的材料做定值电阻。

系列8伏安法测电阻系列探究实验

实施例23伏安法测未知电阻

实验电路如图26所示，电位器一103为22Ω。

第一步，将电流表700两端用导线分别连接于接线柱十七017、接线柱三003。接线柱十八018用导线连接接线柱十九019后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。接线柱二十020用导线串接一开关后再连接于电源适配器300的直流输出2.5V挡的负极端上。

第二步，毫伏表401调整为电压表模式并选择合适档位，其两端分别对应连接于接线柱十七017和接线柱十八018。

此时，有效电路为：电源适配器300、开关、电位器一103组成串联电路。电位器二600一端串联电流表700后连接于电位器一103的移动引出端，电位器二600另一端连接电源适配器300的直流输出2.5V挡的正极端上。电位器二600两端还并联有毫伏表401。

电位器一103为一个连续可调的电阻器，起到分压器的作用，可得到一个与可动臂成一定关系的输出电压，该输出电压作用于电位器二600。通过改变电位器二600两端的电压，记录毫伏表401和电流表700的数值，用伏安法测电位器二600的电阻（电位器二600当未知电阻用）。

探究提示：请尝试用图象法求电位器二600的阻值。描绘电位器二600的U-I图线时，应画成直线还是曲线？怎样画更科学？

探究目的：学习用图象法解决物理问题，掌握描绘U-I图线的科学方法，建立坐标系要规范（标度合适，使数据点分布范围大一些），描点要准确，画直线时使尽量多的点落在直线上，没有落在直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。

实施例24伏安法测干电池的电动势和内阻

实验电路如图27所示。

第一步，将电流表700一端连接接线柱十九019，另一端连接接线柱十010。用导线连接接线柱三003和接线柱九009。电位器一103阻值调到最大位置。

第二步，毫伏表401调整为电压表模式并选择合适档位，其两端分别对应连接于接线柱九009和接线柱十010。

此时，有效电路为：电位器一103、电流表700、电源205、开关二204组成串联电路。毫伏表401用来测量电源205的路端电压。

电位器一103为一个连续可调的电阻器，起到分压器的作用，可得到一个与可动臂成一定关系的输出电压。通过改变电位器一103的有效阻值，记录毫伏表401和电流表700的数值，利用伏安法测干电源205的电动势和内阻。

第三步，闭合开关二204，转动电位器一103旋钮，使阻值慢慢变小，同时注意不要使电流表700超量程，分别将8组（或更多组）电流表700、毫伏表401对应的读数记入实验表格。

第四步，毫伏表401的读数U表示干电源205两端的电压，电流表700的读数I表示干电源205的电流，以U为纵坐标，以I为横坐标，根据表格中的实验数据，描绘干电源205的U-I图线。

探究提示1：描绘干电源205的U-I图线时，应画成直线还是曲线？怎样画更科学？

探究目的1：。学习用图象法解决物理问题，掌握描绘U-I图线的科学方法，建立坐标系要规范（标度合适，使数据点分布范围大一些），描点要准确，画直线时使尽量多的点落在直线上，没有落在直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。

第五步，根据绘出的干电源205的U-I图线，求出干电池的电动势和内阻。

探究提示2：干电源205的U-I图线中，干电源205的电动势或内阻的值是通过哪个物理量或哪个点、哪段距离反映出来的？被测的干电源205采用新的电池好还是用旧的电池好？

探究目的2：学习用图象法求干电池的电动势和内阻，知道干电池的U-I图线中，纵轴截距表示干电池的电动势，U-I图线斜率的绝对值表示干电池的内阻。

系列9利用多用电表进行探究的系列实验

实施例25用多用电表测量小灯泡的电压和电流

实施例26用多用电表测电阻（两个电位器以及变压器线圈当未知电阻用）

另外，利用本实验器中的元器件以及身边可以利用的器材，根据多用电表所附的说明书可自行设计相关的探究实验。如检测发光二极管、测变压器空载以及正常给小灯泡供电时的输入电流等等。

一种电磁规律探究实验器及其实验方法，具有以下优点：

1.极大地扩展了实验功能。本实验器增加到9个系列26个以上的探究实验。其实使用者还可以发挥自己的想象力再设计出一些实验方案。

2.共用元器件的优势突出。本实验器中的元器件都不是仅在一个实验中使用一次，甚至使用频率达到十几次以上，比如变压器500至少在19个实验中使用。从而把学校现有的各自独立的分散实验装置集中在一套装置中完成，而且有些实验是学校现有装置无法完成的。尤其是通电自感实验、断电自感实验、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验、模仿法拉第的实验、演示电感对交流电的阻碍作用实验（这5个在高中物理3-2教材中安排为课堂必做的实验）以及跳环实验（虽不是教材实验，但影响力大）等都是高中物理经典的实验，在学校里，这些实验都是采用独立的实验装置完成的，各用了一个较大的带铁芯线圈，不但浪费资源，而且有的实验效果不够理想。本实验器将这些实验综合在同一套装置中完成，不但实验效果好。而且大大地降低了实验成本。因此，本实验器的功能多、用途广、成本优势巨大。

3.实验方法的创新。本电磁规律探究实验器在实验方案设计上处处体现探究性。它把平常的教师演示、验证实验转化为学生的探究实验，更能培养学生的动手能力、实验探究能力和创新精神，符合当前大力开展的新课程改革的精神。

4.变压器500由微波炉高压变压器改为专门定做的变压器。

5.中学实验室及淘宝网上所售的霍尔效应演示装置有：WL4123霍尔元件实验板150元（电源电压6V，只配有电流表，没有电压表），HESJ-1霍尔元件示教板售价450元（电源电压6V），霍尔效应演示器600元（电源电压3V,两节电池串联），它们可以定性演示霍尔电压随输入电流或磁场强弱的变化而变化，价格贵的两种配有电流表和电压表，能显示U_H和I_H的值。本实验器还能利用“霍尔效应”探究通电螺线管的磁感应强度跟电流的定量关系，而且本实验器中的霍尔元件仅用一节干电池为电源。

6.增加的电源适配器300安全保障更好。它的交流输出、直流输出有多档可选，能满足各个实验供电的需要。而且最高输出电压限定为8V，这样能更好地保护变压器（定做的公用变压器）的线圈。更重要的是，因为变压器500原副线圈最高匝数比为1：4，在所有使用电源适配器的实验中，电压不会超过32V，学生在家做探究实验就有了安全保障。

7.本实验器中的功率3W、额定电压220V的“美的”LED灯泡是从市场上众多品牌规格的220V的LED灯泡中精心挑选出来的。用它不但在实施例4和实施例8中的点亮效果好，而且在实施例12利用变压器升压供电实验中，升压后不到36V电压就能把它点亮，确保了使用的安全性。

8.实施例17利用“霍尔效应”定性检测磁场中，磁铁采用钕铁硼磁铁，装在底座较厚的筒里面，磁铁被变压器500吸住时还能用手提上来，保证了实验效果又方便操作。

9.实施例10，跳环实验中巧妙地用螺丝垫片800代替市售“跳环实验”装置中的大铝环，这样在本实验器相对较弱的磁场环境中，也能成功地跳起来。

应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种电磁规律探究实验器，包括底板（1）和竖直板（2）；其特征在于，所述底板（1）后方连接了可拆卸的竖直板（2）；

所述底板（1）上设置有电源适配器（300）、线性霍尔元件（400）、变压器（500）、电位器二（600）、电流表（700）；

所述电源适配器（300）输入端输入220V的交流电，输出端输出交流电和直流电；

所述线性霍尔元件（400）上相对一侧并联有毫伏表（401）；

所述变压器（500）包括线圈一（501）、线圈二（502）和线圈三（503），线圈二（502）设置在变压器（500）一端，线圈一（501）和线圈三（503）设置在变压器（500）另一端；

所述竖直板（2）上连接两组电路，分别为通电自感电路和断电自感电路；

所述通电自感电路包括依次连接的开关一（104）、电位器一（103）、小电珠二（102）和小电珠一（101）；

所述断电自感电路为电灯（203）与相互并联且朝向相反的发光二极管一（201）和发光二极管二（202）串联，然后与相互串联的电源（205）和开关二（204）并联。

2.如权利要求1所述的一种电磁规律探究实验器，其特征在于，所述线圈一（501）、线圈二（502）和线圈三（503）匝数比为1：2:4；所述线圈一（501）两端分别设置接线柱十一（011）和接线柱十二（012）；所述线圈二（502）两端分别设置接线柱零（000）和接线柱一（001）；所述接线柱一（001）连接于定值电阻（504）的一端，定值电阻（504）另一端设置接线柱二（002）；所述线圈三（503）两端分别设置接线柱十三（013）和接线柱十四（014）。

3.如权利要求1所述的一种电磁规律探究实验器，其特征在于，所述开关一（104）外端设置接线柱五（005）；所述电位器一（103）两侧分别设置接线柱十九（019）和接线柱二十（020）；所述接线柱十九（019）设在电位器一（103）和小电珠二（102）之间；所述开关一（104）和电位器一（103）之间连接有接线柱三（003）；所述小电珠二（102）和小电珠一（101）之间连接有接线柱六（006）；所述电位器一（103）阻值范围为5Ω-100Ω。

4.如权利要求1所述的一种电磁规律探究实验器，其特征在于，所述发光二极管一（201）两端分别设置接线柱十五（015）和接线柱十六（016），接线柱十五（015）设置在发光二极管一（201）和电灯（203）之间；所述电源（205）和电灯（203）之间设置接线柱九（009）；所述开关二（204）和发光二极管二（202）之间设置接线柱十（010）；电灯（203）和电源（205）之间连接有接线柱七（007），发光二极管二（202）和开关二（204）之间连接有接线柱八（008）；所述电位器二（600）两端设置接线柱十七（017）和接线柱十八（018）；电位器二（600）阻值范围为200Ω-5KΩ。

5.一种如权利要求2所述的电磁规律探究实验器的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述电源（205）和电灯（203）之间设置接线柱九（009）；所述开关二（204）和发光二极管二（202）之间设置接线柱十（010）；所述电位器二（600）两端设置接线柱十七（017）和接线柱十八（018）；

第一步，用导线将线圈二（502）两端的接线柱零（000）、接线柱一（001）连到电源适配器（300）的直流输出2.5V挡；

第二步，将线性霍尔元件（400）的输入端口的两根引线分别与接线柱十八（018）、接线柱九（009）连接，用导线将接线柱十（010）与接线柱十七（017）相连，电源（205）为一节5号干电池；将线性霍尔元件（400）的输出端口的两根引线与毫伏表（401）的两支表笔相连，毫伏表（401）选择旋钮转到200mV挡；

此时，电源（205）、开关二（204）、电位器二（600）、线性霍尔元件（400）组成串连电路，并将线性霍尔元件（400）放置于变压器（500）的上表面中央；线性霍尔元件（400）输出的霍尔电压用毫伏表（401）的电压表测量；

第三步，将线性霍尔元件（400）放置于变压器（500）的上表面中央；闭合开关二（204），读取毫伏表（401）的读数；再闭合电源适配器（300）的开关，变压器中（500）的线圈二（502）有电流通过，线性霍尔元件（400）处在竖直向上的磁场中，读取毫伏表（401）的读数，顺时针调节电位器二（600），使电位器二（600）阻值变小，通过线性霍尔元件（400）的电流变大，发现霍尔电压也变大，阻值最小时，读取霍尔电压的最大值；

第四步，将线性霍尔元件（400）稍向上提放置于变压器（500）接线柱的塑料架上，所处磁场变弱些，观察并读取毫伏表（401）的读数；

第五步，将线性霍尔元件（400）倾斜一个角度，倾斜角度在30°到60°之间，观察并读取毫伏表（401）的读数。

6.一种如权利要求2所述的电磁规律探究实验器的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，用导线将线圈二（502）两端的接线柱零（000）、接线柱一（001）连到电源适配器（300）的直流输出2.5V挡上；

第二步，将线性霍尔元件（400）输入端口的两根引线分别与接线柱十八（018）、接线柱九（009）连接，用导线将接线柱十（010）、接线柱十七（017）与电流表（700）的正负接线柱相连，电流表（700）的选择旋钮转到10mA挡，电位器二（600）阻值处于最大位置；

第三步，电源（205）为一节5号干电池，将线性霍尔元件（400）的输出端口的两根引线与毫伏表（401）的两支表笔相连，毫伏表（401）选择旋钮转到200mV挡；

此时，变压器（500）的线圈二（502）接电源适配器（300）的直流输出2.5V挡；电源（205）、开关二（204）、2KΩ的电位器二（600）、电流表（700）、线性霍尔元件（400）组成串联电路；

第四步，将线性霍尔元件（400）放置于变压器（500）的上表面中央；线性霍尔元件（400）输出的霍尔电压用毫伏表（401）毫伏挡测量；闭合开关二（204），读取毫伏表（401）的读数，并记下这个读数；再闭合开关二（204），变压器（500）中的线圈二（502）有电流通过，线性霍尔元件（400）所在处有竖直向上的磁场，毫伏表（401）的读数显著增加，顺时针调节电位器二（600），使电流表（700）的读数为0.8mA,从毫伏表（401）上读出此时的霍尔电压值，并记录读出的输入电流I_H和霍尔电压U_H的值；

第五步，顺时针调节电位器二（600），使电位器二（600）阻值变小，通过线性霍尔元件（400）的电流变大些，再依次读出11组电流和电压值并记录在表中。

7.一种如权利要求2所述的电磁规律探究实验器的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述电位器一（103）两侧分别设置接线柱十九（019）和接线柱二十（020）；所述开关一（104）和电位器一（103）之间连接有接线柱三（003）；所述开关二（204）和发光二极管二（202）之间设置接线柱十（010）；所述电源（205）和电灯（203）之间设置接线柱九（009）；

第一步，用导线将线圈二（502）一端的接线柱一（001）连到电源适配器（300）的直流输出2.5V挡的正极端上，接线柱零（000）与接线柱十九（019）连接，接线柱三（003）连到电流表（700）的正接线柱，电流表（700）的负接线柱连到电源适配器（300）的直流输出2.5V挡的负极端，电流表（700）的选择旋钮转到0.6A挡，22Ω的电位器一（103）阻值处于最大位置；

第二步，将线性霍尔元件（400）输入端口的两根引线分别与接线柱十（010）、接线柱九（009）连接连接，开关二（204）处于断开状态，电源（205）为一节5号干电池；

第三步，将线性霍尔元件（400）的输出端口的两根引线与毫伏表（401）的两支表笔相连，毫伏表（401）选择旋钮转到200mV挡；

此时，变压器（500）的线圈二（502）、开关、电位器一（103）、电流表（700）、直流2.5V电源组成串联电路，1.5V的电源（205）、开关二（204）、线性霍尔元件（400）组成串联电路；

第四步，将线性霍尔元件（400）放置于变压器（500）的上表面中央；闭合开关二（204），读取毫伏表（401）的读数，该读数表示线性霍尔元件（400）的失调电压U₀；再闭合电源适配器（300）的开关，变压器（500）中的线圈二（502）有电流通过，线性霍尔元件（400）所在处有竖直向上的磁场，毫伏表（401）的读数显著增加，调节电位器一（103），使电流表（700）的读数为0.11A,读出此时毫伏表（401）上的电压值U，并记录读出的螺线管电流I和电压U的值；

第五步，调节电位器一（103），使阻值变小，通过变压器（500）的线圈二（502）的电流变大些，线性霍尔元件（400）所在处磁场变强，毫伏表（401）上显示的电压值增大，再依次读出各组电流和电压值并记录。

8.一种如权利要求2所述的电磁规律探究实验器的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

电灯（203）和电源（205）之间连接有接线柱七（007），发光二极管二（202）和开关二（204）之间连接有接线柱八（008）；

第一步，用导线将接线柱一（001）与接线柱八（008）相连，接线柱零（000）与接线柱七（007）相连，电灯（203）为功率3W、220V的LED球泡灯，电源（205）为一节5号干电池；

220V的电灯（203）与相互并联且朝向相反的发光二极管一（201）、发光二极管二（202）串联后，与线圈二（502）并联，再通过开关二（204）接到电源（205）上；

第二步，先将开关二（204）闭合，观察电灯（203）和发光二极管一（201）、发光二极管二（202）是否发光，再将开关二（204）断开，观察断开瞬间电灯（203）和发光二极管一（201）、发光二极管二（202）是否发光；

第三步，将电灯（203）换成220V的5W节能灯重复进行第一步、第二步的操作；

第四步，将电路中的线圈换成变压器（500）中线圈一（501），重复第二步、第三步的操作；

第五步，将电路中的线圈换成变压器（500）中线圈三（503）重复第二步、第三步的操作；

第六步，撤掉导线，仔细观察一下变压器（500）中三个线圈的粗细程度。

9.一种如权利要求2所述的电磁规律探究实验器的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述发光二极管一（201）两端分别设置接线柱十五（015）和接线柱十六（016），接线柱十五（015）设置在发光二极管一（201）和电灯（203）之间；所述电源（205）和电灯（203）之间设置接线柱九（009）；所述开关二（204）和发光二极管二（202）之间设置接线柱十（010）；电灯（203）和电源（205）之间连接有接线柱七（007）；

第一步，将发光二极管一（201）、发光二极管二（202）与接线柱十五（015）间的连接断开，将电灯（203）与接线柱九（009）间的连接断开，电源（205）为一节5号干电池，用导线将接线柱零（000）与接线柱十（010）相连，接线柱一（001）与接线柱九（009）相连；

第二步，用导线将接线柱十三（013）和接线柱十五（015）相连，接线柱十四（014）与接线柱七（007）相连，电灯（203）为功率3W、的220V的LED球泡灯；

第三步，将开关二（204）闭合，然后突然将开关二（204）断开，观察断开瞬间电灯（203）是否发光；

第四步，将电灯（203）换成220V的5W节能灯，重复第三步操作；

第五步，将实验电路中变压器（500）中的一对线圈换成另一对线圈组合成新的实验电路，重复第二步到第四步的操作。

10.一种如权利要求1所述的电磁规律探究实验器的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述线圈二（502）两端分别设置接线柱零（000）和接线柱一（001）；所述接线柱一（001）连接于定值电阻（504）的一端，定值电阻（504）另一端设置接线柱二（002）；所述开关一（104）和电位器一（103）之间连接有接线柱三（003）；所述电位器一（103）两侧分别设置接线柱十九（019）和接线柱二十（020）；

第一步，将电流表（700）两端用导线分别连接于接线柱二（002）、接线柱三（003）；接线柱一（001）用导线连接接线柱十九（019）后再连接于电源适配器（300）的的直流输出2.5V挡的正极端上；接线柱二十（020）用导线串接一开关后再连接于电源适配器（300）的的直流输出2.5V挡的负极端上；

第二步，毫伏表（401）调整为电压表模式并选择合适档位，其两端分别对应连接于接线柱一（001）和接线柱二（002）；

电源适配器（300）、开关、电位器一（103）组成串联电路；定值电阻（504）一端串联电流表（700）后连接于电位器一（103）的移动引出端，定值电阻（504）另一端连接电源适配器（300）的直流输出2.5V挡的正极端上；定值电阻（504）两端还并联有毫伏表（401）；通过改变定值电阻（504）两端的电压，记录毫伏表（401）和电流表（700）的数值，来探究定值电阻是否真定值。