电磁学
变压器与发电机
在同一模型中考察发电机与变压器：改变磁场与转速测量感应电动势。验证 与变压比 。
⚠ 真实设备使用危险高压——仅观察模型或隔离的低压演示套件。
器材
- 磁场中转动线圈/原副线圈的3D模型（两幅图）
- 磁感应强度/等级与角度/速度滑块
- 各图的电动势读数与暂停按钮
实验步骤
观察交变电动势
在图1中运行转动线圈：因磁通 振荡，e(t) 读数每周换号。在波峰波谷按「暂停」；Φ 最大时 e = 0，Φ = 0 时 e 最大——电动势正比于磁通的导数而非磁通本身。
验证对B与转速的依赖
固定转速增大「磁感应强度」，记录幅值 e_max：与 B 成正比。固定 B 改变「角度/速度」：e_max 按 与 ω 成正比。两组扫描得两组数据——定量验证法拉第定律。
变压比
在图2中观察副线圈拾取原线圈的公共磁通。改变「等级」（匝数/强度）并读取两侧电压：检验 ——N₂ > N₁ 升压、N₂ < N₁ 降压；理想变压器功率守恒 。
联系电力传输
解释电网为何远距离输电前升压：损耗 随电流平方减小，提高 U（功率不变则 I 减小）可大幅节能。先对选定匝数比预测 U₂ 与 I₂，再在模型上验证。
模拟
实验历史
迈克尔·法拉第1831年在皇家研究院发现电磁感应：穿过线圈的磁体运动产生瞬时电流——他的「法拉第圆盘」是首台直流发电机，在磁极间转动铜盘。他还造了原始变压器：铁环上的两个绕组，证明公共磁通可传递电动势。
工业化在19世纪下半叶展开：皮克西（1832年）、格拉姆（1871年）制成可用发电机；高拉尔与吉布斯（1882年），随后齐佩尔诺夫斯基–德里–布拉蒂（1885年）完善了交流变压器——这是「电流之战」的基础，威斯汀豪斯–特斯拉的交流系统凭高效高压输电取胜，至今仍是电网骨干。