自制动圈式话筒和动圈式喇叭

吴玉琴 朱向阳

（江西省信丰中学，江西 信丰 341600）

有关动圈式话筒和动圈式喇叭的工作原理，在现行的初、高中物理教材中均有介绍.我们用塑料碗制作的动圈式话筒和动圈式喇叭，用于课堂教学，取得了良好的实验效果.

1 实验器材

适量长度的漆包线（直径0.1mm）2根，钕铁硼超强磁铁（规格为5cm×5cm×1cm）2块，多功能车用扩音机（MP3A60，自带MP3播放器，配有U盘，电子市场有售）1台，示波器1台，LED2个，干电池4节，铁片、导线和螺丝等.

2 装置制作

用漆包线绕制1个如塑料碗底大小、80匝左右的线圈，线圈的2个线头各焊接1根细软的胶皮导线作外接导线，为了防止线圈松脱，可用透明胶带纸沿线圈缠绕1周.把线圈紧贴在塑料碗底背面并用细铜丝固定.把薄铁片弯折成“7”字形，用螺丝把塑料碗的边缘固定在“7”字形铁片的短边上，并使碗底线圈高出长边铁片1cm左右，线圈下方的铁片上吸附1块磁铁，便成了1个灵敏度较高的动圈式话筒或动圈式喇叭.把话筒或喇叭固定在（利用磁铁对铁片的吸附作用）用小地球仪的底座改装成的支撑架上，如图1所示.制作2个相同的装置，其中一个作动圈式话筒，另一个作动圈式喇叭.

图1

3 实验方法

3.1 演示动圈式话筒的工作原理

（1）演示动圈式话筒的工作原理.把自制动圈式话筒的外接导线与2个反向并联的LED连接起来，拨动塑料碗使其较大幅度地振动，可看到2个LED闪烁发光.其原因是塑料碗在振动过程中因穿过碗底线圈的磁通量发生变化，使线圈产生了感应电流，这就是动圈式话筒的工作原理.

（2）用示波器检测音频信号.把上述LED换成示波器进行实验，调整好扫描频率和衰减挡位，然后对着塑料碗唱1个音阶，可看到示波器的荧光屏上能显示出该音的电压波形图线.

（3）演示动圈式话筒驱动喇叭发声.把自制动圈式话筒的外接导线插入多功能车用扩音机（或其他音频功放）话筒插孔，扩音机的音频输出端连接商品喇叭.调整扩音机的音量键，使输出信号较强，然后对着塑料碗讲话或唱歌，喇叭随即发声唱歌.

3.2 演示动圈式喇叭的工作原理

（1）演示动圈式喇叭的工作原理.用导线把4节干电池与自制动圈式喇叭连接起来，当电路瞬间接通时，可看到喇叭（塑料碗）跳动.其原因是通电线圈在磁场里受到安培力的作用，迫使其运动.如果线圈通与音频电流，喇叭就在大小和方向都随音频信号变化的安培力作用下振动而发声，这就是动圈式喇叭的工作原理.

（2）演示动圈式喇叭的发声唱歌.把自制动圈式喇叭的连接到多功能车用扩音机（或其他音频功放）音频输出端.让扩音机播放歌曲，调整扩音机的音量键，使输出信号较强，便可听到喇叭发声唱歌.

3.3 演示动圈式话筒和动圈式喇叭的互逆现象

用导线直接把自制的动圈式话筒和自制的动圈式喇叭连接起来，拨动话筒的塑料碗，可看到喇叭的塑料碗也跟随振动起来；拨动喇叭的塑料碗，可看到话筒的塑料碗也跟随振动起来.

动圈式话筒和动圈式喇叭的电路结构是相同的，所不同的是动圈式话筒是利用电磁感应现象，把音频振动转化成音频感应电流，即动圈式话筒相当于发电机；而动圈式喇叭是利用磁场对电流的作用，把音频电流转化成音频振动，即动圈式喇叭相当于电动机.所以，动圈式话筒和动圈式喇叭的工作过程是互逆的.