刘天奇，崔芳鸣，冯一辰

(北京师范大学 物理学系，北京 100875)

利用电流表测量微小质量的实验已经有报道[1]，但该实验需要对装置进行定标，其测量分辨率由于受制于定标物的精度，而无法达到较高的水平，且不能充分发挥电学量测量精度高的优势. 上世纪七十年代英国物理学家基布尔为了定义国际标准电流单位——安培，发明了基布尔秤[2]. 随着量子霍尔效应以及约瑟夫森结现象的发现，基布尔秤将经典力学的现象与量子力学联系起来，通过实验设计，基布尔秤成为可以高精度测量普朗克常量的装置，后来由此提出了用基本常量定义国际标准质量单位——千克. 因此基布尔秤在计量学上具有十分重要的地位.由于基布尔秤的基本原理公式左右两端均为功率的量纲，因此基布尔秤又被称为瓦特秤. 它的2种工作模式中，涉及2个物理过程：通有电流的线圈在磁场中受力；该线圈在磁场中运动切割磁感线产生感应电动势. 从基本原理出发，有很多方法可以制造简易的瓦特秤.

制造瓦特秤需要产生合适的磁场，并找到符合需求的线圈. 对此可以从基本零件开始构建瓦特秤[3]，也可以考虑改装存在类似结构的电子元器件[4]，如扬声器. 实验室中常见的指针式电流表具有上述的结构：有良好的磁场，且有通过电流后会在磁场中受到安培力的线圈；如果人为地拨动指针，电流表内的线圈便会切割磁感线产生感应电动势. 基于此，本文利……