马少军

(甘肃省临洮县第二中学，甘肃 临洮 730500)

1 设计背景

安培力的教学是普通高中物理选修3-1中的重要内容,教材要求通过实验探究认识安培力,得出影响安培力大小的因素．在实际教学中由于实验器材的制约,只能进行基于问题猜想的粗略定性探究,对影响安培力大小的因素还没有一个简易有效的定量验证的实验器材,鉴于此,我们借鉴了电流天平原理,利用现有的常用实验器材和材料制作了这套简易安培力演示仪,它既可定性验证或探究影响安培力大小的因素,也可在误差容许的范围内能够较精确的测量磁感应强度的大小．

该演示仪的特点是结构简单,一体化程度高．实验操作简便、灵活、快捷,实验现象直观、清晰、稳定,数据采集简便,实验机构反应灵敏,实验结果成功率高,实验结论严密准确．

2 简易安培力演示仪结构及电原理图

2.1 结构图

2.2 电原理图

3 科学方法和制作原理

如图3所示,在矩形线圈通电前杠杆处于调平状态后

图3

M配gL配+m游gl游0=M磁gL磁.

(1)

线圈通电后磁铁受到向下的安培力作用,仅通过将游码调节到l游位置,使杠杆二次平衡,此时

M配gL配+m游gl游=M磁gL磁+F安L磁.

(2)

将(1)、(2)式联立求解得

(3)

若令Δl=l游-l游0,则F安∝Δl.可见,如果用该装置探究影响安培力大小的因素,只需测量出矩形线圈通电前后游码力臂的变化量Δl即可．如果某物理量的变化与游码力臂的变化量Δl成线性关系,则此物理量与安培力成正比．例如在探究影响安培力大小的因素时,若……