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基于LabVIEW的自感现象远程实验平台的开发

2021-04-12庄瑾吴先球

物理教学探讨 2021年3期

庄瑾 吴先球

摘   要:基于LabVIEW软件并结合DAQ采集板卡、继电器模块、硬件电路和USB摄像头,搭建自感现象远程演示实验装置,实现远程数据采集、仪器控制、实时监控三大功能。该装置能够实时采集自感过程中的电流变化曲线,做到半定量分析,可改善传统实验教学中的局限;远程实验有利于提高教师的备课效率,同时对网络教学起到一定的推动作用;实时监控功能使得该平台相较于纯虚拟的仿真实验更具真实性和体验感。

关键词:LabVIEW;NI-myDAQ;自感现象;远程实验

中图分类号:G633.7 文献标识码:A     文章编号:1003-6148(2021)3-0046-3

1    引  言

自感现象是高中物理电磁学模块的重要内容,本堂课的重点是通过实验使学生了解自感现象产生的原因,难点在于理解自感电动势在电流变化时所起的作用以及断电高压产生的原因[1]。传统的自感现象实验是利用灯泡通断电时的表现来进行演示的[2],这种实验装置存在如下局限:用两个灯泡发光的快慢来验证通电自感往往现象不够明显,学生容易对实验结论产生质疑;无法体现断电瞬间形成的自感电流究竟有多大,而相关的定量分析要进入高校后才会学习,因此教师在高中课堂上对断电瞬间并联灯泡闪亮原因的解释,说服力欠佳。为此,本文基于LabVIEW结合数据采集、互联网远程通信的技术背景,搭建自感现象远程实验平台,改善传统装置存在的局限,帮助学生理解本节课的重点和难点,同时提高教师的备课效率。

2    实验设计

2.1    实验原理

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