一种法拉第电磁感应定律的实验装置的制作方法

1.本发明涉及一种物理实验装置，具体涉及一种法拉第电磁感应定律的实验装置。


背景技术：

2.电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电与磁的互相联系和转化，其发现在科学上和技术上都具有划时代的意义。电磁感应现象中的产生的感应电动势又分为因磁场变化而产生的感生电动势和因导体与磁场相对运动而产生的动生电动势，对应在高中物理中有两个重要的公式e＝n(δb/δt)s和e＝blv。
3.电磁感应定律是高中物理教学重点与难点，也是高考考点。验证电磁感应定律的教学实验，是长期存在的疑难实验。经过深入研究和全面查新，我们发现高中物理各种新旧版本教材介绍的实验方法、教育部实验目录配套的仪器、专利网检索的专利以及现有的dis数字化实验，都无法用控制变量法全面、直接、定量验证法拉第电磁感应定律，同时目前国内同类实验没能直接将电磁感应定律知识与生产生活应用实例直接联系起来。
4.教与学现状，尽管法拉第电磁感应定律e＝nδφ/δt可以用数学方法通过一系列变换推导出e＝blv,但毕竟不是直接验证。
5.现有技术中中国专利cn216211794u公开了“法拉第电磁感应定律实验装置”，期刊《教育与装备研究》2021年第1期发表的文献“定量探究法拉第电磁感应定律的新方法”(作者：钟俊敏胡博)中阐述了该实验装置的原理、设计思路、实验步骤等，下面将该专利及文献介绍方法与本发明从仪器装置结构、实验内容和实验结果呈现内容作比较：
6.1.从装置结构看，该专利与文献介绍是竖直平面电路板矗立于底板，电路板上方及左右两侧固定3组方形线圈(不带任何支架及铁芯)，磁铁在电路板中间由发动机带动旋转，但转速不可调不可测，使用时由几片薄磁铁依次逐一叠加，作为成倍增加磁感应强度b；而本发明装置结构是立体的，框架全由透明亚克力材质做的，核心部件采用类似磁发电机的转子，通过磁铁(不需叠加)的转动，改变磁感应强度，使圆形线圈的磁通量变化，产生感应电动势的原理而制作，器材还包括调速器、转速传感器、磁感应强度传感器，磁铁转动可调速可测速，磁感应强度及其变化率直接定量可测，这些都与前者不同。线圈做法与前者不同，本发明有两种圆形线圈，其中一种带铁芯同时可以改变5次匝数，另一种有5个不带铁芯，其匝数相同、面积不同，这些线圈各自独立与亚克力材质做的立体透明支架连成一体。
7.2.从实验内容看：
①
该专利与文献介绍的只能间接验证感生电动势e＝nδφ/δt，不能验证动生电动势e＝blv；
②
它也无法直接验证感生电动势e与的关系，只能通过拆解中的δb和δt这两个物理量，然后又带数学推导方法得出结论，属于半定量的验证方法,例如：验证电动势e和时间δt的数量关系，通过间接数学推导，即由于l、ω相同，故然后启动电机和测量软件，得出结论:e和r成正比，即e和δt成反比关系。又如验证电动势e和磁感应强度量变化δb的关系，采用
相同的薄磁片叠加的办法来成倍地改变b，这种薄磁片叠加的办法来成倍地改变b，是属半定量验证方法，不是直接验证。而本发明直接定量验证：
①
感生电动势e与n
(匝数)
、s
(面积)
的正比关系；
②
动生电动势e与l、v的正比关系。
8.3、从实验结果的界面图来看，该专利及文献介绍的仅仅是将测得的实验数据在坐标纸上描点画图拟合，界面内容单一，不能在电脑上进行实时自动化记录数据处理数据及图线呈现。而本发明实验数据可以自动化采集、处理分析，实现实验结果界面图有“实验数据+坐标图像+相关物理量函数方程+相关系数”内容直观化呈现。本发明实验结果，电脑界面最后呈现内容：下方有表格数据，上方有实验结果的坐标图，即各数据点拟合成的直线，有直线方程表示两个物理量成正比的函数关系，有相关系数r2表示所研究的两个物理量成正比的相关度，科学、完整。
9.总之，在教科书里没有直接用实验来验证这个看似简单而抽象的定律，学生很难理解，现有技术中也没有相关仪器设备来展现法拉第电磁感应定律，只能用实验定性、半定量、不能全面验证感应电动势e与相关物理量正比关系。因此，需要研发一种结构简单、操作便捷的法拉第电磁感应定律的实验装置，能够在一套实验装置中定量的验证感生电动势公式和动生电动势公式。


技术实现要素：

10.为解决现有的实验装置定性多，或是半定量、无法全面直接验证，而且传统实验方法仅停留在一般的实验验证，学与用不直接结合，同一套仪器不能进行感生电动势和动生电动势两种规律验证的问题，本发明利用类似磁发电机的转子，通过磁铁的转动(转速可调可测)，改变磁感应强度，使线圈的磁通量变化，进而产生感应电动势的原理而制作，实现在非匀强磁场条件下实现全面、直接验证：
①
感生电动势e与n
(匝数)
、s
(面积)
的正比关系；
②
动生电动势e与l、v的正比关系。同时，本发明还利用了传感技术和计算机设备，并设计了专用软件处理分析实验数据，解决了自动化呈现实验结果的技术问题。
11.本发明技术方案如下：
12.一种法拉第电磁感应定律的实验装置，包括电动机、强磁铁、线圈组件、传感器组件、电机调速器和数据采集器，所述强磁铁设置在所述电动机的输出轴上并通过所述电动机带动旋转，所述电机调速器连接所述电动机以调节电动机转速；所述线圈组件包括线圈和线圈立体支架，所述线圈设置在线圈立体支架上；所述线圈包括可变匝数线圈和可变面积线圈，所述线圈组件可拆卸的设置在与所述强磁铁轴心相对的位置上且所述线圈的中心轴与所述强磁铁的中心轴在水平方向上垂直相交；所述传感器组件包括电压传感器、磁感应强度传感器和转速传感器，所述电压传感器和所述磁感应强度传感器的一端连接线圈，另一端接入至所述数据采集器；所述转速传感器设置在所述电动机的输出轴上并接入所述数据采集器。
13.电动机带动强磁铁旋转模拟发电机的转子产生磁力线，线圈模拟发电机定子切割磁力线。通过磁铁的转动(转速可调可测)，改变磁感应强度，使线圈的磁通量变化，进而产生感应电动势，在非匀强磁场条件下进行实验验证电磁感应定律。线圈设置成可拆卸的，可以改变线圈的匝数、面积，从而验证不同的匝数、面积、磁通量变化的情况下感生电动势e与n(匝数)
、s
(面积)
各物理量之间的变化关系。通过电机调速器调节电动机转速，改变电机转速、线圈匝数，从而验证不同的磁场转速、线圈匝数下动生电动势e与l、v各物理量之间的变化关系。实验中的电压、磁感应强度和转速的数据通过数据采集器进行采集，可以实现对实验数据的定量分析。
14.本实验装置结构简单，操作方便，可以在同一套装置上完成感生电动势公式和动生电动势公式的定量验证，直观性强，便于教学理解，实现了学与用的结合。经过调查，高中物理有些练习题及高考题有出现“波形、数据、图线”内容，由于平常这类实验见得少，同学感到抽象不好理解，就觉得物理难学。所以本装置实验结果的呈现方式采用“波形、数据、图线”。
15.优选的，所述线圈立体支架可拆卸的设置在线圈门上，所述线圈立体支架包括底板和垂直设置在底板上的立板，所述线圈固定设置在所述立板上；所述线圈门设有滑轨，所述底板侧面设有滑块，所述滑块可沿所述滑轨直线移动。通过可拆卸的线圈立体支架，可更换不同匝数、不同面积的线圈进行实验，以取得不同的实验数据。
16.优选的，所述线圈粘接在所述立板上，所述立板还设有支撑块，以支撑于所述线圈的外径表面。采用该结构，可以固定支撑线圈，并使线圈始终保持在轴心与强磁铁中心轴垂直相交的位置上。
17.优选的，所述立板上设有贯穿的通孔，所述通孔的直径与所述磁感应强度传感器的探头直径相同，且与所述线圈的中心轴同轴。方便磁感应强度传感器深入通孔内准确线圈的测量磁感应强度值。
18.优选的，所述立板还设有多个接线柱，所述接线柱贯穿所述立板并分别与所述线圈组件的接头和所述电压传感器、所述磁感应强度传感器连接。便于实时采集数据。
19.优选的，所述可变匝数线圈和所述可变面积线圈对称设置在所述强磁铁的中心轴两侧。
20.优选的，所述可变匝数线圈带铁芯，所述铁芯设有中心孔，所述磁感应强度传感器的探头深入所述中心孔内。铁芯可以增强磁感应强度，进而增强感应电动势。电动机在匀速转动下，通过改变线圈匝数，验证感生电动势e与线圈匝数n
(匝数)
之间的正比关系；通过改变可以验证感生电动势e与的正比关系。在磁通量b和转速不变的情况下，通过改变线圈匝数，验证动生电动势e与匝数n
(匝数)
的正比关系。
21.优选的，所述可变面积线圈的匝数是一个定值，所述可变面积线圈不带铁芯。电动机在匀速转动下，通过改变面积，验证感生电动势e与面积s
(面积)
之间的正比关系。在磁通量b和匝数n
(匝数)
不变的情况下，通过改变电动机的转速v，验证动生电动势e与转速v之间的正比关系。
22.优选的，实验装置还包括计算机，所述数据采集器与所述计算机通信连接。
23.优选的，通过改变线圈的匝数、面积和所述强磁铁的转速，并配上所述计算机的专用软件进行五项实验，在所述计算机的屏幕上直观的输出波形数据，直接定量验证实验。实验结果可以通过电脑自动定量分析，实现“实验数据+坐标图像+相关物理量的函数方程+相关系数”的直观化，促成学生对数形关系的认知，支持透过数据和图线的变化发现背后的物理规律。
24.本发明的技术效果是：
25.1、在同一套实验装置上直接验证感生电动势e与n
(匝数)
、s
(面积)
的关系以及动生电动势e与l、v的关系；
26.2、利用电机带动磁铁转动产生非匀强磁场，实验过程是在非匀强磁场中进行的；
27.3、可以实时、定量测量所有物理量；
28.4、数据采集和分析直接通过传感器和计算机完成，更加便捷、高效、直观。
29.5.仪器设计“基于发电机模型”原理而制作，除了实验验证外，还将学与用直接结合；
30.6、设计强化“波形
‑‑
数据
‑‑
图线—直线方程—相关系数”关系，结合的软件呈现方式，促成同学对数形关系的认知，支持透过波形、数据和图线的变化发现背后的物理规律。
31.本发明设计“基于发电机模型”原理而制作，除了有实验验证功能外，同时研究改变了过去人们在教学中单纯的验证电磁感应规律方法，而是直接将验证与法拉第电磁感应定律知识原理在生产生活中发电机的应用两者联系起来，拉近了学与用距离，减低学习难度，使学生对更为普遍的法拉第电磁感应现象的认识，更深入理解法拉第电磁感应定律，解决了物理教学中关于法拉第电磁感应定律长期存在的难点和疑点。
附图说明
32.包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
33.图1为本发明一种法拉第电磁感应定律的实验装置的立体结构图；
34.图2为根据本发明的实施例的线圈立体支架的局部剖面图；
35.图3为根据本发明的实验一的b—t图和e—t图；
36.图4为根据本发明的实验一的图和e—t图；
37.图5为根据本发明的实验一的感生电动势关系图；
38.图6为根据本发明的实验二的感生电动势e
∝n(匝数)
关系图；
39.图7为根据本发明的实验三的感生电动势e-s
(面积)
关系图；
40.图8为根据本发明的实验四的动生电动势e与n
(转速)
关系图；
41.图9为根据本发明的实验五的动生电动势e与n
(匝数)
关系图。
42.图中各编号的含义：
43.1、电动机；2、强磁铁；3、线圈组件；31、可变匝数线圈；310、铁芯；32、可变面积线圈；4、传感器组件；41、电压传感器；42、磁感应强度传感器；43、转速传感器；5、电机调速器；6、数据采集器；7、线圈立体支架；71、底板；710、滑块；72、立板；720、支撑块；8、线圈门；81、滑轨；9、电脑。
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
45.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
46.首先介绍本发明的基本原理，这有助于理解本发明的一种法拉第电磁感应定律的实验装置的技术方案。
47.本技术的一种法拉第电磁感应定律的实验装置采用类似磁发电机的转子，通过磁铁的转动，改变磁感应强度，使线圈的磁通量变化，产生感应电动势的原理而制作，实验居于非匀强条件下进行，利用可改变5次匝数的线圈、5个匝数相同面积不同的线圈，连同利用磁感应强度传感器、电压传感器、转速传感器、电机调速器及电脑等，设计配套专用软件，实现全面、直接验证：
①
感生电动势e与n
(匝数)
、s
(面积)
的正比关系；
②
动生电动势e与l、v的正比关系。其中，磁感应强度传感器测量线圈中的磁场变化，电压传感器用来测量感应电动势，转速传感器用来测量磁铁旋转速度，电机调速器用来控制电机的转速。测量数据经过采集后并入电脑可以实时、定量的进行分析。
48.在验证e＝n(δb/δt)s正比关系时,打开电动机，让磁铁旋转，软件设计传感器探测到的b是垂直于线圈平面的磁感应强度，即φ＝bscosθ中的bcosθ，然后协同软件记录与分析数据；在验证e＝blv正比关系时，先确定切割点，即先在磁铁还没转动前，将之置于某个角度不变，软件设计记录切割点b值，接着打开电动机让磁铁匀速旋转，通过采集所确定的不变b值找到同一切割位置的e值，并记录数据。
49.具体结构如图1所示，一种法拉第电磁感应定律的实验装置，包括电动机1、强磁铁2、线圈组件3、传感器组件4、电机调速器5和数据采集器6，所述强磁铁2设置在所述电动机1的输出轴上并通过所述电动机1带动旋转，所述电机调速器5连接所述电动机1以调节电动机转速；所述线圈组件3包括线圈和线圈立体支架7，所述线圈设置在线圈立体支架7上；所述线圈包括可变匝数线圈31和可变面积线圈32，所述线圈组件3可拆卸的设置在与所述强磁铁2轴心相对的位置上且所述线圈的中心轴与所述强磁铁2的中心轴在水平方向上垂直相交；所述传感器组件4包括电压传感器41、磁感应强度传感器42和转速传感器43，所述电压传感器41和所述磁感应强度传感器42的一端连接线圈，另一端接入至所述数据采集器6；所述转速传感器43设置在所述电动机1的输出轴上并接入所述数据采集器6。数据采集器6接入电脑9中，用以演示各项参数的数据变化情况和图形关系曲线。
50.其中，强磁铁2采用铷铁硼材料制作，线圈采用直径0.29mm的漆包线绕线制作。
51.电动机1带动强磁铁2旋转模拟发电机的转子产生磁力线，线圈组件模拟发电机定子切割磁力线。通过强磁铁2的转动，改变磁感应强度，使线圈的磁通量变化，进而产生感应电动势。线圈组件3设置成可拆卸的，可以改变线圈的匝数、面积，从而验证不同的匝数、面积、磁感应强度变化的情况下感生电动势e与n
(匝数)
、s
(面积)
各物理量之间的变化关系。通过电机调速器5调节电动机1的转速，改变电机转速、线圈匝数，从而验证不同的磁场转速、
线圈匝数下动生电动势e与l、v各物理量之间的变化关系。
52.图1示出了线圈组件3可拆卸设置的一个具体实施例。如图1所示，所述线圈立体支架7可拆卸的设置在线圈门8上，所述线圈立体支架7包括底板71和垂直设置在底板71上的立板72，所述线圈固定设置在所述立板72上；所述线圈门8设有滑轨81，所述底板71的侧面设有滑块710，所述滑块710可沿所述滑轨81直线移动。通过可拆卸的线圈立体支架，可切换不同匝数、不同面积的线圈进行实验，以取得相应的实验数据，从而做出定量分析和验证。
53.需要说明的是，采用可拆卸方式进行线圈切换的所有结构均在本发明的保护范围之内，包括线圈本体可拆卸而线圈立体支架固定的方式。
54.线圈立体支架7的尺寸大小要适合圆形线圈及其支架灵活进出线圈门8，所述线圈立体支架7和线圈门8均可以采用亚力克材料制作，牢固且透明美观。
55.在具体的实施例中，如图2所示，所述线圈粘接在所述立板72上，所述立板还设有支撑块720，以支撑于所述线圈的外径表面。避免线圈因自重而掉落。
56.继续参考图1，所述立板72还设有多个接线柱，接线柱贯穿立板72，并分别与所述线圈的接头和所述电压传感器41、磁感应强度传感器42连接。这样保证线路清晰明了，不易混淆，提高实验效率。
57.在具体的实施例中，所述可变匝数线圈31和所述可变面积线圈32对称设置在所述强磁铁2的中心轴两侧。结构简便，方便实验操作。
58.在具体的实施例中，如图2所示，所述可变匝数线圈31带铁芯310，所述铁芯设有中心孔，所述磁感应强度传感器42的探头深入所述中心孔内。铁芯可以增强磁感应强度，进而增强感应电动势。在验证e与n的正比关系时，电动机在匀速转动下，通过软件编程找到的最大值，在改变n的时找到同一个和此时对应的e，验证感生电动势e与线圈匝数n
(匝数)
之间的正比关系；在匝数和面积一定的情况下，通过改变可以验证感生电动势e与的正比关系。在磁感应强度b和匝数不变的情况下，通过改变电动机转速，验证动生电动势e与n
(转速)
的正比关系，即动生电动势e与v的正比关系；在磁感应强度b和转速不变的情况下，改变线圈匝数，可以验证动生电动势e与匝数n
(匝数)
之间的正比关系,即动生电动势e与l的正比关系。
59.具体的，可变匝数的线圈为圆形，匝数分别为：1000n、1500n、2000n、2500n、3000n。
60.在具体的实施例中，所述可变面积线圈32的匝数是一个定值，所述可变面积线圈32不带铁芯。电动机在匀速转动下，通过改变面积，验证感生电动势e与面积s
(面积)
之间的正比关系。具体的，可变面积线圈32也为圆形，其匝数设定为1500n，线框支架采用亚克力材料制作。
61.具体的，可变面积线圈32有5个，其面积如表1所示：
62.表1：
[0063][0064]
在具体的实施例中，所述数据采集器6与计算机9通信连接。便于通过计算机进行数据的处理。
[0065]
在具体的实施例中，通过改变线圈的匝数、面积和所述强磁铁的转速，并配上所述计算机的专用软件进行五项实验，在所述计算机的屏幕上直观的输出波形数据，直接定量验证实验。实验结果可以通过电脑自动定量分析，实现“实验数据+坐标图像+相关物理量函数方程+相关系数”的直观化。
[0066]
五项验证实验分别是：
[0067]
①
在电动机在匀速转动下，保持线圈匝数n
(匝数)
、线圈面积s
(面积)
不变，通过软件设计采集频率为200hz，直接采集b—t数据和e—t数据，根据采集的b-t数据，通过编程求导计算出磁感应强度b对时间t的变化率即得关系。然后通过e—t关系及关系，实现直观验证感生电动势e与的正比关系。
[0068]
②
在电动机在匀速转动下，在验证e与n
(匝数)
的正比关系时，通过软件编程找到的最大值，在改变n的时找到同一个和此时对应的e，实现验证感生电动势e与线圈匝数n
(匝数)
之间的正比关系。
[0069]
③
在电动机在匀速转动下，保持n
(匝数)
不变时，软件设计采集频率为200hz，把电压传感器分别依次接在5个s
(面积)
不同的线圈上，取不同面积s对应e的最大值，得出感生电动势e与线圈s
(面积)
正比关系。
[0070]
④
在电机不转前，先确定切割点并在电脑点击记录所确定的切割点b值，然后打开电动机，在磁感应强度b和匝数n
(匝数)
不变的情况下，通过多次改变电动机转速，可获得多组e与n
(转速)
对应关系的数据，实现验证动生电动势e与n
(转速)
的正比关系，即动生电动势e与v的正比关系。
[0071]
⑤
在电机不转前，先确定切割点并在电脑点击记录所确定的切割点b值，然后打开电动机，在保持磁感应强度b和转速不变的情况下，依次改变线圈匝数，实现验证动生电动势e与匝数n
(匝数)
之间的正比关系,即动生电动势e与l的正比关系。
[0072]
上述实验装置模拟现实发电机组，实现非匀强磁场条件下，在一台实验装置上完成感生电动势公式和动生电动势公式的实时、定量、全面的验证，并且实验数据可以自动化采集、处理分析，实现“实验数据+坐标图像+相关物理量函数方程+相关系数”的直观化呈现，拉近了学与用距离，降低了学生在学习电磁感应定律规律知识原理的“抽象思维”难度，便于学生更深入理解这项物理公式。
[0073]
实验项目和相关系数如表2所示。
[0074]
表2
[0075][0076][0077]
五项验证实验的具体实验步骤和方法如下：
[0078]
实验一：验证电磁感应定律表达式中感应电动势e与的关系。
[0079]
放入一个任意的固定匝数和面积的线圈，启动电动机，保持n
(转速)
不变，电压传感器41通过接线柱与线圈连接，磁感应强度传感器探头42插入圆形线圈中心孔，采集频率设定为200hz，直接采集b—t数据和e—t数据，根据采集的b-t数据，求出磁感应强度b对时间t的变化率即得关系。通过e—t关系及关系，得出的正比关系图。通过软件编程可以直接分析处理数据，同时在电脑上显示直线方程：y＝ax+b及相关系数r2值。图3-图5为电脑分析处理数据后显示的感应电动势e与的关系图，其中图3为b—t图和e—t图，图4为图和e—t图，图5为感生电动势关系图。
[0080]
需要说明的是，软件设计采集频率为200hz，即设备每隔0.005秒通过磁感应强度传感器42采集一个磁感应强度b值，用相邻的后一个b值减去前一个b值的差除以0.005秒即近似得出前一个时刻对应的磁感应强度变化率(因采集时间极短可近似认为该值为瞬
时磁感应强度变化率)，以此类推即可得到任意采集时刻对应的
[0081]
实验二：验证电磁感应定律表达式中感应电动势e与n
(匝数)
的关系。
[0082]
采集频率依然为200hz，启动电动机，保持n
(转速)
不变，把电压传感器41分别依次接在匝数为：1000、1500、2000、2500、3000匝的可变匝数线圈31上，同时根据不同匝数取e的最大值，则可得出e-n
(匝数)
的正比关系。图6为电脑处理分析数据后得到的感生电动势e
∝n(匝数)
关系图。
[0083]
实验三：验证电磁感应定律表达式中感应电动势e与s
(面积)
的关系。
[0084]
采集频率依然为200hz，启动电动机，保持n
(转速)
不变，把电压传感器41分别依次接在5个s
(面积)
不同的可变面积线圈32上，取不同面积s对应e的最大值，得出e-s
(面积)
正比关系。图7为电脑处理分析数据后得到的感生电动势e-s
(面积)
关系图。
[0085]
实验四：验证电磁感应定律表达式e＝blv中动生电动势e与n
(转速)
的关系。
[0086]
放入一个任意的固定匝数和面积的线圈，电压传感器41通过接线柱与线圈连接，磁感应强度传感器42探头插入圆形线圈中心孔，手动将磁体旋转到某位置确定切割点，然后通过磁感应强度强度传感器42测出切割点此刻b值(此时电动机还没转)，这时软件设计点击记录b值。在电动机开始转动后，通过电机调速器5改变转速5次，每次改变n(转速)时，通过事先已确定的测切割点b值采集找到对应的感应电压e值(说明：每次b值都不变)，并自动记录数据，就可得出五组点数据(n1，e1)、(n2，e2)
……
(n5，e5)，电脑处理分析数据后得到如图8所示的动生电动势e与n
(转速)
关系图。
[0087]
实验五：验证电磁感应定律表达式e＝blv中动生电动势e与n
(匝数)
的关系。
[0088]
将磁铁处于某一角度，然后电脑读出磁铁还没旋转前磁场传感器42测出的此切割点b值。然后启动电动机，保持n
(转速)
、b不变，把电压传感器41分别依次接在匝数为：1000、1500、2000、2500、3000匝的可变匝数线圈31上，采集到b对应的感应电压e值，并自动记录数据，得到五组点数据(n1，e1)、(n2，e2)
……
(n5，e5)，电脑处理分析数据后得到如图9所示的动生电动势e与n
(匝数)
关系图。
[0089]
上述五项实验条件均在非匀强磁场中进行，采集频率均设定在200hz，数据分析通过软件编程求导计算，并在电脑中自动显示直线方程：y＝ax+b及相关系数r2值。应当认识到，改变实验的采集频率、线圈匝数、线圈面积等参数条件，同样可以获得与本发明相同的技术效果，也属于本发明的保护范围。
[0090]
最后所应说明的是：以上实施例仅以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。