骆换昌



安培力分析仪的设计

骆换昌

摘 要：探究安培力是高中物理教学中的一个重要实验。课程标准要求学生通过实验认识安培力，学会判断安培力的方向并计算匀强磁场中安培力的大小。但现有实验器材只能演示通电直导线在磁场中的受力情况，而无法展现安培力的定量关系。为此，利用现代传感器技术、myDAQ数据采集器、Labview编程软件设计了一套实验器材，用于探究安培力的大小变化的规律。

关键词：安培力；高中物理教学；实验设计

一、背景

中学阶段用来演示安培力的器材主要采用J2447型安培力演示器。它可以演示通电直导线在磁场中的受力情况，让学生掌握安培力产生的原理。但不足的是，J2447型安培力演示器无法从定量的角度演示安培力与电流、导线长度、磁场的关系。

为了测量安培力与电流、导向长度、磁场3个物理量的关系，有些教师设计新的实验方案，通过PASCO、朗威等数据采集器测量安培力。但是，这些力传感器的特点是测量范围大、分辨率比较低，而物理实验时测量的安培力变化比较小，采用力传感器测量的安培力数据变化不明显，影响实验的演示效果。

针对以上仪器的不足，笔者设计了一款安培力探究实验仪，用于测量安培力的实验探究。

二、设计原理

安培力的大小与磁场、导线长度、电流有关，因此，设计的器材需要测量4个物理量。在本设计中，笔者用电流表测量电流，用尺测量导线的长度。但磁场和安培力的大小，很难用常规的器材测量。……