阻尼摆与非阻尼摆
实验目的：
演示涡电流的机械效应。
实验仪器：
实验操作：
1．把稳压电源输出的正负极连接到阻尼摆与非阻尼摆演示仪的直流电源接线柱，阻尼摆按图所示接好。
2．打开稳压电源电源开关，先不要打开稳压电源的“输出”开关，即不通励磁电流，让阻尼摆在两极间作自由摆动，可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来（不考虑阻力）。
3．再打开稳压电源的“输出”开关，电压指示为28伏，此时在磁轭两极间产生很强的磁场。当阻尼摆在两极间前后摆动时，阻尼摆会迅速停止下来，说明了两极间有很强的磁阻尼。解释现象。
4．将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述2和3的实验，可以观察到不论通电与否，其摆动都要经过较长的时间才停止下来。为什么？
注意事项：
1．操作前应把矩形磁轭和支撑架调整到位，确保摆动顺畅。
2．注意不要长时间通电，以免烧坏线圈。
原理分析：
处在交变电磁场中的金属块，由于受变化电磁场产生的感生电动势作用，将在金属块内引起涡旋状的感生电流，把这种电流称为涡电流。
在图所示的实验装置中，但金属摆在两磁极间摆动时，由于受切割磁力线运动产生的动生电动势的作用，也将在金属摆内出现涡电流。
根据安培定律，当金属摆进入磁场时，磁场对环状电流的上、下两段的作用力之和为零；对环状电流的左、右两段的作用力的合力起阻碍金属摆块摆进的作用。当金属块摆出磁场时，磁场对环状电流的左、右两段的作用力的合力则起阻碍金属摆块摆出的作用。因此，金属摆总是受到一个阻尼力的作用，就像在某种粘滞介质中摆动一样，很快地停止下来，这种阻尼起源于电磁感应，故称电磁阻尼。
若将图中的金属摆制成有许多隔槽的，使得涡流大为减小，从而对金属摆的阻尼作用变的不明显，金属摆在两磁极间要摆动较长时间才会停止下来。
电磁阻尼摆在各种仪表中被广泛应用，电气机车和电车中的电磁制动器就是根据此原理而制造的。
互感演示
实验目的：
观察一通有交变电流的线圈对另一线圈的互感效应及铁芯在电磁感应中所起的作用。
实验仪器：
实验操作：
1．将初级线圈接上电源（220V，50Hz的交流电），在没有铁芯时，将带灯泡的感应线圈接近初级线圈，发现灯泡几乎不亮。然后将铁芯插入初级线圈，再把带灯泡的感应线圈移近初级线圈，看到灯泡发亮。
2．将铝制闭合金属环套入铁芯中，观察到铝环向上运动；再将不闭合的金属环套入，则铝环不动。为什么？
注意事项：
由于初级线圈功耗较大，故不能长时间通电，观察到实验现象后，即关闭电源。
原理分析：
当一个线圈中的电流发生变化时，不仅在自身线圈中产生自感电动势，同时在邻近的其它线圈中还产生感应电动势。这种由于一个线圈中电流发生变化而在附近的另外一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象。这种感应电动势叫做互感电动势。
手触蓄电池
对于多种金属(含两种)连成的回路，在各接触点温度相同的条件下，闭合回路的总电动势为零，因而不能在回路中建立稳定电流。意大利物理学家伏打（1745~1827）对电流的早期研究作出了重要贡献，将导体分为第一类导体（金属）和第二类导体（潮湿导体），并发现产生电循环的本质条件是必须由两种不同的第一类导体和第二类导体组成回路。1799年，伏打发明了一种直接倍增两类导体的组合接触法，即一片片潮湿的纸板隔开的一对对锌板和银板组成的伏打电堆，进一步发展成为了第一个伏打电池组。伏打电池组是第一个能产生稳定、持续电流的装置。有了持续电流，为电学的研究打开了新的局面。
实验目的：
（1）演示触摸两种不同材质金属产生电位差的现象；
（2）了解手触式蓄电池产生电流的原理。
实验器材：
手触蓄电池演示仪（包括电流计，铜板一块，铝板一块），如图。
图1手触蓄电池演示仪
实验过程：
1.闭合双向开关，将双手按在两块金属板上；
2.观察电流计指针的偏转现象；
3.改变两手湿润程度、按压力度，重复以上步骤观察指针偏转的格数有何不同；
4.开关换向，重复1，观察指针偏转方向；
5.比较不同的实验者操作时，观察电流计指针的偏转幅度。
注意事项：
尽量让手全部放在触面上，手潮湿效果更好。
原理分析：
图2手触蓄电池原理图
（a）两种不同金属接触 （b）手触蓄电池
按经典电子论，要使金属内电子脱离金属表面的束缚所需的功，称为该金属的逸出功。不同的金属有不同的逸出功，逸出功越小表明该金属越容易失去电子。两种不同的金属相互接触时，由于两者的自由电子体密度存在差异，就会在接触处产生自由电子扩散运动,形成扩散电子流；设导体A自由电子体密度nA大于导体B的体密度nB，扩散运动的结果，接触处逸出功小的金属将失去电子而电位升高，逸出功大的金属将获得电子而电位降低，如图2（a）所示，则在两金属接触处形成一电场，在此电场作用下存在漂移运动，形成与扩散运动方向相反的漂移电子流，当二者达到动态平衡时形成稳定的电场，产生接触电动势(也称珀尔贴电势)。设WA、WB为金属A与B的逸出功（且WA、WB），则它们的接触电势差为
因此，相互接触的两块金属就相当于一个电池，如果在它们之间接一个电流计，当回路闭合，电流计就发生偏转，表明回路中有电流。
现将双手分别按住铜板和铝板时，由于人手上带有汗液，而汗液是一种电介质，里面含有一定量的正负离子，同时铝板比铜板活泼，铝板上汗液中的负离子发生化学反应，而把外层电子留在铝板上，使铝板集聚大量负电荷，铜板上集聚大量正电荷。当用导线把铜板和铝板连接起来，铝板上的电子通过电流计将向铜板移动，导线中有电流通过，故电流计指计偏转，。此时两块金属板通过人体连接构成了一个等效电池，如图2（b）所示，即手触蓄电池。一般接触电动势不大，其数量级在10-2~10-3伏之间。由于接触电动势的大小由导体的自由电子体密度差异所决定，因此接触电动势只与导体的材料、接触点的温度有关，与导体的直径、长度及几何形状无关。
讨论与思考：
（1）干燥的手掌触摸金属板时，是否存在电流？
（2）双手放在同一块金属板上，电流计是否发生偏转？
压电效应演示仪
实验目的：
演示力与电的转化
实验仪器：
实验操作：
开启放大器，将压电片靠近声源，发大器喇叭就响起声源的声音，现象非常明显。
原理分析
压电效应是居里兄弟皮尔（P.Curie）与杰克斯（J.Curie）1807年发现的。演示压电晶体在压缩力作用下，在两面能够产生电位差，即机械振动通过压电晶体转换为电振动（电信号）；
晶体两面加上一定的电位差时，晶体线度会发生一定的变化，产生机械振动，即压电效应。
在非晶方性晶体中，施一外力使晶体变形，则由于晶格中电荷的移动造成晶体内局部性不均匀电荷分布，而产生一电位移。电荷的位移是由于晶体内部所有离子的移动，或者因为原子轨道上电子分布的变形而引起离子偏极化所造成，这些电荷位移现象在所有材料中都存在，
可是要具有压电效应，则必须能在材料每单位体积中造成有效地净的电双极矩变化。能否有这种变化，端视晶格结构之对称性而定了。本实验用的是压电陶瓷片，放在声场中，声波机械振动通过压电效应在压电陶瓷片表面激起极化电荷变为音频电信号，经放大可被听到。
仪器功能：
演示压电晶体在压缩力作用下，在两面能够产生电位差，即机械振动通过压电晶体转换为电振动（电信号）。直接把声音信号接收放大。
避雷针
实验目的：
演示避雷针放电原理。
实验仪器：
实验操作：
1．将静电高压电源正、负极分别接在避雷针演示仪的上下金属板上，把带支架的金属球放在金属板两极之间。接通电压，金属球与上极板间形成火花放电，可听到劈啪声音，并看到火花。若看不到火花，可将电源电压逐渐加大。演示完毕后，关闭电源。
2．用带绝缘柄的电工钳将带支架的顶端呈圆锥状（尖端）的金属物体也放在金属板两极之间，此时金属球和尖端的高度一致。接通静电高压电源，金属球火花放电现象停止了，但可听到丝丝的电晕放电声，看到尖端与上极板之间形成连续的一条放电火花细线。若看不到放电火花细线，将电源电压提高。演示完毕后关闭电源。
3．由于电源电压较高，关闭电源后，不能完全充分放电，故每一步演示后都应取下电源任一极与另一极接头相碰触人工进行放电，以确保仪器设备和操作者的安全。
原理分析：
当避雷针演示仪接通静电高压电源后，绝缘支架上的两个金属板带电。在极板间电压超过1万伏时，由于导体尖端处电荷密度大于金属球处，所以金属尖端附近形成了强电场，在强电场的作用下，空气分子被电离，致使极板和金属尖端之间处于连续的电晕放电状态，即尖端放电现象。而金属球与极板间的电场不能达到火花放电的数值，故金属球不放电。在实际应用中，尖端导体与大地相连接，云层中的电荷通过导体与大地中和，因而避免了人身和物体遭到雷电等静电的伤害。如高层建筑物顶端都安有高于屋顶物体的金属避雷针。
