丁良峰

可旋转匀强磁场实验平台的创新设计与开发

丁良峰

中学物理有关电磁场方面的实验对于学生学习电磁学知识有着非常大的价值，但是现在常见的实验器材存在一些缺陷和不足，尤其是可产生匀强磁场的实验装置。为解决这一问题，笔者作为一名技术教师，结合专业背景，对可旋转匀强磁场实验平台进行了研究和技术创新，开发可旋转匀强磁场实验平台，对师生进行科学实验有着很大的帮助。

匀强磁场；可旋转平台；创新设计

一、问题的提出

探究安培力是高中物理学习电磁学的一个重要实验。现有的安培力的演示器材(如图1所示)，其演示效果并不理想，主要存在的问题是通电直导体没有完全在U形磁铁内部，磁场大小不一致，并且U形磁场产生的匀强磁场区域不是很大，大小、方向不能变化，同时通电导线的长度也不能变化。这很难让学生对安培力的定量关系(F=BIL)有一个深刻的认识。同样在其他的电磁实验中也同样存在着不能在一个较大空间的匀强磁场中进行实验，这样不利于培养学生的科学探究能力。

图1

二、方案的设计与平台的制作

1.理论依据

根据亥姆霍兹环形线圈(如果有一对相同的载流圆环形线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流，当环形线圈间距等于环形线圈半径时，两个载流环形线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的)在中间区域可以产生匀强磁场的特点制作而成。该结构主要特点是：空间开阔，使用方便；……