物理教學(xué)中演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象的傳統(tǒng)試驗(yàn)方法中使用的儀器較多，操作復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象短暫且不直觀。本例介紹的電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示器，采用發(fā)光二極管和字集成電路等元器件制作而成，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、顯示直觀、演示效果良好。

電路工作原理
該電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示器電路由電源電路、電磁感應(yīng)信號(hào)輸人電路、信號(hào)放大控制電路、
延時(shí)控制電路、驅(qū)動(dòng)顯示電路和選通控制電路組成，如圖2-14所示。

電源電路由電源變壓器t、電源開關(guān)sl、整流橋堆ur、濾波電容器c13和三端穩(wěn)壓集成電路lc4組成。電磁感應(yīng)信號(hào)輸人電路由電磁感應(yīng)信號(hào)輸人電路由電感線圈l和電容器cl、c2、c7等組成。
信號(hào)放大控制電路由運(yùn)算放大器集成電路lc1(nl-n4)和電阻器rl-r8、r14-r2l
組成。延時(shí)控制電路由與非門集成電路ic2(di-d4)和電阻器r9、r22、r3l、c5、clo、
cl2組成。驅(qū)動(dòng)顯示電路由晶體管vl-v4、繼電器kl、k2、發(fā)光二極管vll-vl6、轉(zhuǎn)換開關(guān)s2(s2-1~s2-3)和電阻器r27-r30組成。
選通控制電路由電子開關(guān)集成電路ic3擔(dān)任。
交流220v電壓經(jīng)t降壓、ur整流、c13濾波及ic4穩(wěn)壓后為整機(jī)提供+5v工作電源。
將條形磁鐵從線圈l中插人或拔出時(shí)，cl的正端產(chǎn)生電磁感應(yīng)電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)
經(jīng)信號(hào)放大、選通控制及延時(shí)控制電路處理后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)顯示電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光。
當(dāng)cl的正端產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓信號(hào)為正電壓時(shí)，該電壓信號(hào)經(jīng)c2和r2耦合至nl
的正相輸入端，經(jīng)nl和n2放大后使d2輸出低電平，此時(shí)lc3內(nèi)部的雙向電子開關(guān)sol接
通，s02斷開;當(dāng)cl的正端產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓信號(hào)為負(fù)電壓時(shí)，該電壓信號(hào)經(jīng)n3和n4
放大后，使d3輸出低電平，ic3內(nèi)部的雙向電子開關(guān)s02接通。
在演示法拉第電磁感應(yīng)定律時(shí)，將s2按下，此時(shí)s2-1和s2-2接通，s2-3斷開，v3和
v4不工作，經(jīng)icl放大及ic3選通控制后的電磁感應(yīng)電壓信號(hào)使vl或v2導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)發(fā)光
二極管vll、vl2或vl3、vl4發(fā)光 (當(dāng)感應(yīng)電壓信號(hào)為正電壓時(shí)，vl導(dǎo)通，vl1和vl2發(fā)
光;感應(yīng)電壓信號(hào)為負(fù)電壓時(shí)，v2導(dǎo)通，vl3和vm發(fā)光)。
在演示楞次定律時(shí)，將s2復(fù)位，此時(shí)s2-1和s2-2斷開，s2-3接通，經(jīng)ic1放大、ic3
選通控制及ic2等延時(shí)控制后的電磁感應(yīng)電壓信號(hào)使v3或v4導(dǎo)通，kl或k2吸合，vl5或
vl6發(fā)光 (當(dāng)感應(yīng)電壓信號(hào)為正電壓時(shí)，v3導(dǎo)通，k1吸合，vl5點(diǎn)亮;當(dāng)感應(yīng)電壓信號(hào)為
負(fù)電壓時(shí)，v4導(dǎo)通，k2吸合，vl6點(diǎn)亮)。
為簡(jiǎn)化電路，vl和v2集電極回路中的led顯示電路僅畫出兩路，為增加演示效果，
實(shí)際制作時(shí)可根據(jù)需要增加led顯示電路的路數(shù)。vl5和vl6也可用多只發(fā)光二極管并聯(lián)。

元器件選擇
rl-r31選用1/4w金屬膜電阻器或碳膜電阻器;r32選用1/2w金屬膜電阻器。
cl-c13均選用耐壓值為16v的鋁電解電容器。
vdl和vd2均選用ln4148型硅開關(guān)二極管。
vll-vl4均選用φ5mm的紅色發(fā)光二極管;vl5和vl6均選用φ5mm綠色發(fā)光二極管。
ur選用la、5ov的整流橋堆。
vl、v2選用s8050或3dg8050型硅npn晶體管;v3和v4選用s8550或3cg8550型硅pnp晶體管。
icl選用lm324型四運(yùn)放集成電路;ic2選用cd401l或mcl4011型四與非門集成電路;
ic3選用cd4066型電子開關(guān)集成電路;ic4選用lm7805型三端穩(wěn)壓集成電路。
kl和k2均選用4098型5v直流繼電器。
t選用5w、二次電壓為7．5v的電源變壓器。
s1選用5a、250v的電源開關(guān);s2選用按鍵自鎖式雙極雙位開關(guān)。