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物理演示实验(理论部分)
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物理演示实验绪论
一、关于物理学
物理学是人类在探索大自然现象及其规律过程中形成、以实验为基础的一门科学。
物理学研究宇宙间一切物质的基本形式、性质和运动规律，研究物质之间的相互作验目的：演示在合外力矩为零的条件下，物体的角动量守恒。
实验仪器：茹可夫斯基凳；直升飞机模型；车轮转台；离心节速器式演示仪；离合器式演示仪；电动式演示仪等等。
设计思想：用组合式实验来验证角动量守恒定律。
避免重复，由简到繁，渐进组合。选其三项：
离心器式----定性说明在合外力矩为零的条件下角动量保持不变。
离合器式---定量演示在合外力矩为零的条件下角动量的代数和守恒。
电动式---定量说明在合外力矩为零的条件下角动量的矢量和守恒。
在组合式实验中，层次分明，环环相扣，逐步深化，达到了实验目的。
1-3 物理演示实验的原则
科学性原则：原理正确，主题突出，因果明确。
简便性原则：装置简单、操作简便，携带方便。
直观性原则：现象直观，效果明显、重复性好。
可见性原则：结构可见，观察范围大。
趣味性原则: 贴近生活，生动有趣。
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6. 规范性原则：操作规范，成功率高。
1-4 物理演示实验的发展
新内容、新技术、新仪器、新材料、先进手段：
力学：气垫技术--气垫导轨、气垫平台、气垫转盘、滑轮
光学：He-Ne激光--全息照相、激光通讯、衍射、光杠杆
电学：高温超导、半导体集成电路、多功能示波器、光电器件
多媒体：扩大观察范围、仿真（虚拟）实验
1-5 课堂演示实验的做法
1、充分准备 预做实验，检查仪器。仪器摆放，位置站立。步骤层次，讲做配合。预料故障，万无一失。
2、周密演示 点明题目和目的，介绍仪器和装置，强调条件和方法，分析总结出结论。
例1
题目：自感现象
目的：演示自感现象，观察当线圈自身电流变化时要产生自感电动势，自感电动势的方向总要阻碍原来电流的变化。
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装置 如右图所示
通电自感：
条件：
方法： 接通k，看 与是否同时亮？哪个先亮？
现象： k接通瞬间，迟亮。稳定后，与同样亮。
分析： k通，L中从零增大，产生阻碍增大，故迟亮。
断电自感：
条件：
方法：断K, 观察的亮度变化
现象：在熄灭之前，发出短暂强光
分析： K断，突然减小，产生较大的，以暂时维持中的电流，由于，当流过支路时，发出短暂强光。
分析结论 ：当线圈中的电流变化时，要产生自感电动势，自感电动势的方向，总是阻碍（或反抗）原来电流的变化。
3、规范操作 （天平、砝码，气垫导轨、温度计、光学元件表面、电表读数、量程选择太小，电源开关直接拔下插头）
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第二章 物理演示实验的方法
2—1一般方法
直接了当地演示某一物理现象和规律。
例如：电荷的相互作用，电磁感应现象、扬氏双缝干涉等。
利用对比的方法演示某一物理现象或规律。
有的实验内容，无法直接观察，必须做对比显示，才能观察到这种现象。
有的物理现象，本来可以直接演示，但为了改善演示效果或丰富实验内容，而采用对比演示法。
对比形式：
同时对比：例如通电自感中，与同时对比，通过看谁先亮谁后亮判断通电自感存在。
先后对比：例如断电自感中，先后对比，通过暗-亮-灭的现象判断断电自感存在。
复合对比：---趋肤效应。
趋肤效应：在交流电路里，随着频率的增加，在均匀导体横截面上,电流分布越来越向导体表面集中
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，这种现象称为趋肤效应。
趋肤效应使导线的有效截面积减小，从而使它的等效电阻增加。
困难：第一，必须使导线电阻随频率的增加有明显的增大；
第二，必须能证明电阻的增大是由于电流的趋肤而不是趋心。
装置：
直流和交流两种电源；
电源 频率计
R1
R2
两个规格完全相同的
小灯泡并联在电源上；
用纯铜导线连接；
用同样粗细的镀铁
铜导线连接；
现象
接通直流电源，、一样亮，
直流电阻一样大。
接通交流电源，升高频率，亮度变暗；完全熄灭。
复合对比的方法：的先后对比说明高频下导体有效电阻增大，有效截面积减小；与的同时对比，电流是趋肤而非趋心。
利用模型对实际系统进行实验研究的过程(通过模型实验揭示原型的运动规律的方法)。
原型是指现实世界中某一待研究的对象，、更集中的特点。