安培力演示实验
大学物理安培力实验
角度()
力F(g)
角度()
力F(g)
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20
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10
-5
5
0
(2)设置直流稳压稳流电源：开路，调节电压输出约5 V，然后短路，调节电流输出1.00 A。
【预习思考题】
1.载流导线在磁场中受力与哪些因素有关？各自与力有什么关系？
2.安培力的本质是什么？或者说安培力是如何形成的？
3.测量安培力的原理是什么？
【讨论题】
1.本实验是假设导线处于均匀磁场中涉及的，请讨论本实验中磁体的布局和电流环的放置位置对实验的影响。
2.实验内容4的系统能否测量安培力随电流的变化关系？若能，给出你的方法和步骤。
(3)设置SF-8608拨盘到0。
(4)安装并调节组件SF-8608使导线方向和磁场方向平行。用导线经过开关K连接电源和称臂上两个接线柱，确认电流输出1.00 A。
(5)断开回路（松开一个导线夹子）。这时导线无电流，打开电子天平，电子天平自动去皮重，读数为0.00 g。
(6)连接回路，微调磁场方向，使读数为0.00 g。
表1安培力与导线长度的关系
电流I =2.50A
电流环
SF 40
SF Байду номын сангаас7
4.演示实验：安培力教程
画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
动手练
试用左手定则判断安培力的方向
I2
F F
F
F
I1
I2
同向电流相互吸引
×
F
I1
结论：异向电流相互排斥；
I
S S
N
特别强调
• 安培力的方向：既跟磁场方向垂直， 又跟电流方向垂直，即安培力的方 向总是垂直于磁感线和通电导线所 在的平面． • 不管B和I的夹角是多少，力一定垂 直于B和I构成的平面！
如图11-2-4所示，给一根松弛的导体线圈中 通上电流，线圈将会 (A) A.纵向收缩，径向膨胀 B.纵向伸长，径向膨胀 C.纵向伸长，径向收缩 D.纵向收缩，径向收缩
如图11-2-7所示，把一重力不计的通电导线水平放在蹄形磁铁 磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I 时，导线的运动情况是(从上往下看) ( A )
二.安培力的大小 【猜想与验证】影响安培力的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度 物理学规定：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所
受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强
度。用B表示。
F 即： B IL
单位：特斯拉（T）
1.当电流与磁场方向垂直时
F = ILB
2、当电流与磁场平行时 I B
左手定则：由M流向N（向右）
F安=BIL
mg
如图所示，放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m，长为l，两 导轨所在平面与水平面成30°角，导体棒与导轨垂直，空间有竖 直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，若在导体中通以由 b 端 3m g 至 a端的电流，且电流为 时，导体棒可维持静止状态。
新版 第四节 安培力(共47张PPT)学习PPT
［问题］该磁场的特点？
在以铁芯为中心的圆圈上，
各点的磁感应强度B的大小是相等的.
2、电流表的工作原理
1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管
磁通铁对电桌面线的压力圈增大转，不到受桌面什摩擦么力作角用 度，它的平面都跟磁感应线平行，当
表盘的刻度均匀，θ∝I
b
（2）两个电流不平行时，总有作用到方
向相同的趋势。
3.电流元分析法：
把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段 就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元 受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的 方向，从而确定导体的运动方向。
例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬
挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线 圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内
导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的
磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
小和方向.
a
Fab BIL Fabc 2BIL
Fbc BIL
b
c
【例3】如图所示，两平行光滑导轨相距，与水平 面夹角为450，金属棒MN的质量为，处在竖直向上 磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V， 内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多 少？(其他电阻不计)
与导线的长度、电流强度 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
通电线圈在磁场中受安培力的作用发生转动
都成正比，其比值与该处 F = ILBsinθ
欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
的磁场强弱有关。导线与 如图所示，通电直导线A与通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向
对安培力演示实验的探究
在 中 学 物 理 高 二 年 级 关 于 安 培 力 内容 的 教 学 中 ， 要 对 需
影响 安培 力大 小和方 向 的因素 进行 实 验 ，但在 实 际演 示 中
存在 着调整 不方便 、 操 中受 到安 培力 的作用 ， 产生 力矩 ； 端 的指针 会 上
距 离转 轴 远 ， 臂长 指针 显示 明显 ； 动 滑 动变 阻 器 ， 变 力 移 改
方 向与 Ｉ 的方 向的关 系。若接 通 电源 开关 后 ， 指示 灯发光表
明 电流的方 向 ， 直 ＩＢ向上 ； Ｆ垂 、 当开 关 反 向闭合 ， 电流反 向
指针 刻度 盘 、 刀双 置开 关 、 培表 、 动变 阻器 、 双 安 滑 电池 阻 、
两 只 表 示 电 流 方 向 的 灯 泡 。（ ） 仪 器 要 求 电源 为 三 节 干 电 １本
一
、
前 言
池 ， 出电流 ０到 ０２ （ ） 用前 调零 。 输 ．Ａ。 ２ 使 演示前 需调整框架
为 了让学 生观察 到 明显 的效 果 ， 我们 经过 思 考 ， 用 如下 原 采
观察 到 Ｆ由最 大变 到 ０ 当 ０ 自 ０ ； 。变 到 ９ 。时 ， ０ Ｆ由 ０变
到最 大 。 ３演 示 安 培 力 Ｆ 方 向 与 ｌＢ方 向 的 关 系。 （ ） 示 Ｆ的 ． 的 、 １演
理 进行实 验 ： 利用 一个线 框 多绕 几 匝电线 ， 框上 部用 木 条 线 做 一个指 针 ， 在线框 的中间钉 两个 钉 子 ， 线 框放 到做 好 的 将 支架 上 ， 当电流 流过线框 时 ， 支 架相 应位 置 的线 框 的下 端 在
《探究安培力大小及方向的几种实验方案》
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方案三： 人教版 2004 年第 1 版高中物理选修 2－1 介绍的演示实验方法三同方法二，但 把演示方法一改为演示方法四（如图 3）所示。
探究安培力大小及方向的几种实验方案
磁场对电流的作用，一直是高中物理教学中重要的内容，不同版本的教材中在 介绍磁场对电流作用时，都提供了简明的演示实验方法。现就不同版本材提供的 参考方案进行比较，以期能对同仁们的安培力教学产生些许启发和思考。
方案一: 人教版 1995 年第二版，高二物理（必修）中介绍的实验方法如图 1：保持导线 垂直于磁场方向，改变导线中电流的大小会发现导线的摆角大小随着改变，电流大、 摆角大，电流小、摆角小。改变通电电流方向（或改变磁场方向）可观察到安培力 方向的变化。
比较不同的演示实验，可以发现改版后的演示实验更注重实验的探究过程，更 偏重定量探究。三块磁铁代替一块磁铁从比例上给出了导线有效长度（L）的定量 比例关系，这样的演示更便于探究性教学的有效开展，符合学生的认知规律。
方案四： 山科版教材中给出了这样的创新设计。取一铝箔条（可用香烟的包装纸制作）， 把它折成天桥形状，用胶纸粘牢，使蹄形磁铁横跨过“天桥”。当电池与铝箔接通 时，天桥会有“上凸”或“下凹”的形变，改变磁铁或更换电池的正负极，又会发 现天桥有“下凹”或“上凸”的形变。改变电流或磁铁的强度，则形变大小会有相 应改变。
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当然，以上方法均未真正解决 F 与 B、I、L 之间的定量关系，仅仅说明它们之 间定性关系，不能实现对安培力的测量问题。进一步创新和优化设计方案，实现从 定性到定量的跨越（但要简单易行）是中学物理课堂教学中值得探讨的课题。
安培力演示仪实验报告
安培力演示仪实验报告篇一：安培力演示仪安培力演示仪实验现象观察载流直导体，在磁场中受力的情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流的方向三者之间的关系，即验证左手定则。
将载流直导体铜棒水平放在支承导轨上，并调节其水平位置，使铜棒在马蹄形磁铁的磁场中间，接通电源并观察载流直导体铜棒在导轨上滑动的方向；改变电流流通的方向（电源后面板的红色开关），此时，载流铜棒将在导轨上沿相反方向滑动；通过底座导轨的滑块移动马蹄形磁铁，使磁场相对载流铜棒移动，可以观察到载流铜棒也跟着一起运动。
物理原理通电导体在磁场中，会受到磁场力的作用，称为安培力。
实验发现，对直导线，安培力的大小与方向由下式表示：F?Il?B。
可见，力、电流和磁场三者成右手法则。
当然，也可以用左手定则来确定安培力的方向。
即：伸直左手，使大拇指与其余四指相垂直，磁场穿过手心，让四指指向导体中通电电流的方向，则大拇指的方向就是磁场对电流作用力的方向，即导体所受的安培力的方向。
仪器功能演示通电直导线在磁场中受力——安培力问题。
篇二：安培力的演示实验二安培力的演示实验目的：观察载流直导体，在磁场中受力的情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流的方向三者之间的关系，即验证左手定则。
观察磁聚焦现象实验目的：演示运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力和磁场对电子束的聚焦作用。
视错觉演示实验目的：通过对物理现象的观察与实验，深入了解人体的感觉机制。
本实验就是观察光的视错觉现象。
弹性球碰撞演示实验目的：1、演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。
2、演示弹性碰撞时能量的最大传递。
3、使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。
安培力的演示实验仪器：①为马蹄形永磁铁，它是由高强度钕铁硼材料制成。
②是将马蹄形电磁铁固定在竖直支柱上的顶丝。
③是带动马蹄形永磁铁沿水平方向左右移动的滑块。
④是双道滑轨。
⑤是载流直导体。
⑥是导轨，它用来支承载流直导体受力移动。
安培力演示器实验报告
安培力演示器实验报告实验目的：1、在拓展知识面的同时训练学生的动手操作能力；记忆合金水车：形状记忆合金是一种特殊的功能材料，它可以记住加工好的形状，当外力或温度改变使其形状发生改变的时候，只要适当的加热就可以恢复原来的形状。
该装置让所选记忆合金周期性地与高温热源和低温热源接触，形状随之周期性地变化，从而驱动水车轮的转动，形象地展示了热变为功的过程和形状记忆合金的特性和用途。
该种形状记忆合金为镍钛合金，有双程记忆功能（即能记忆温度高低两种情况下的形状）可以有上百万次的变形和恢复。
镍钛合金还有相当好的生物相容性，相变温度较低，约在40-50℃，医学上用于脊柱侧歪、骨骼畸形等的矫正。
经典置换式热气机：利用酒精灯的热量驱动一组活塞、连杆和转轮往复运动，工作物质为封闭在透明活塞筒中的空气。
活塞和工作物质在往复过程中完成吸放热和能量转化，工作过程形象直观，是对热力学定律和热机原理极好的阐释。
其透明活塞材料为石英玻璃，主要特点是热胀冷缩系数小，透光性好。
耐腐蚀性强。
投影式伽耳顿板：可以用来验证大量随机物理事件共同遵循的统计物理规律。
统计物理规律因等概率假设则其结果可靠，在应用方面很广泛，比如相对论基本假设的提出等等。
辉光盘：利用低压气体分子在在高频强电场中激发、碰撞、电离、复合的过程，外界声音影响电场分布从而影响电子运动，在盘上显示出形状变化的荧光。
昆特管（声驻波演示）：利用管中泡沫小球在声驻波场中形成的“泡沫墙”将看不见的声波显示出来，实现了抽象概念的具象化。
该装置的缺点是无法消除静电的影响：泡沫小球帖在管内壁上。
气柱共鸣声速测量装置：通过气柱共鸣测量声速。
热声效应演示仪：所谓热声效应是指在可压缩流体的声震荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的均能量。
相当巧妙地利用谐振管中声驻波的能量，将热声堆下面的能量“泵”到上面来，使热声堆上下产生将近10℃的温差，是一种声制冷的方法。
其工作过程为：谐振管上部为一个热声堆，下部为一个扬声器。
高中物理安培力
磁场1
F（N） IL(A·m)
35 10
28 17.5 7 2.45 8 5 2 0.7
磁场2
F（N） IL(A·m)
60 48 10 8
30 5
12 4.2 2 0.7
总结：（一）在不同磁场中
F kIL
☻ 在不同磁场中，k不一样 怎么判断磁场的强弱？
比较不同的磁场中，相同的电流元所受到的力
k2比k1大，磁场2比磁场1强 k可以表现出磁场的强弱 电场的强弱用的是电场强度 E，磁场的强弱呢？ 磁场感应强度：B B F
C中F＝mgtan
α，B＝mgItaLn
α .
答案 AC
二、磁通量（）
在磁感应强度为B的匀强磁场中， 当磁场方向与某一面积S垂直时，
则穿过该面积的磁通量
BS
单位：韦伯，简称韦，符号Wb
1Wb 1T m2
问题：如果面积为S的平面与磁场方向不垂直 时，则穿过该面积的磁通量还会不会是BS呢？
二、磁通量（）
答案 A．ILBcos α B．ILB C. 2ILB D．2BIR E．0
1、安培力的平衡问题
巩固练习：
1.如图所示，在水平匀强磁场中，用两根 相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线 MN，导线中通以从M到N的电流I，此时 绳子都受到拉力作用；为使拉力减小为零， 下列方法中可行的是（ ）A
A． 把电流强度增大到某一值 B． 把电流强度减小到某一值 C． 使电流I反向 D． 使磁场B反向
B
B
a
F
..
b
B
B
B
F
×
拓展：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通 过磁场发生相互作用。在通以相同方向的电流时， 为什么相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论。
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1 实验器材与装置
取两块大小相同的立方体磁铁，磁铁选用铁氧体或铝铁硼磁性材料，长是宽的二倍(10cm×5cm)，N极向上(或向下)；取两条薄铜片P、Q，长约30cm，上下边平行且较光滑，高度比磁铁高度略高0.5cm左右。
把两薄铜片用两铁片固定在一块磁铁的两侧，充当导轨，并在一铜片上贴有刻度尺，形成如图1所示的实验装置，在导轨上放置一根轻质圆形导体棒(可选用空心天线)，两薄铜片与电源通过导线构成电路，电源可选用蓄电池或干电池。
2 实验原理
将导体棒垂直放在导轨上，闭合开关，导体棒上通有电流，在磁场力(安培力)作用下运动，从指定起点A开始，导体棒在磁场中运动的距离为S0，在导轨上运动的距离为S。
由于桌面水平，则f不变，且保持每次实验的导体棒从同一位置A出发，则S0就不变。
由动能定理可得：F安S0-fS=0。
由此可得：F安/S=f/S0=定值，即F安∝S。
要研究F 安与I、L的关系，就只要研究S与I、L的关系。
3 实验方法
(1)在磁场中导体棒长度一定时，研究F安与I的关系
①按图1装置，将导体棒垂直放在导轨上的固定标记处，电源选用2V蓄电池或二节干电池，闭合开关，导体棒运动的距离为S1(从刻度尺上读出)。
②将导体棒垂直放在导轨上的固定标记处，电源选用4V蓄电池或四节干电池，闭合开关，导体棒运动的距离为S2。
③比较S1、S2大小，得S2≈2S1，说明S∝I。
④结论：F安∝I。
(2)在电流一定时，研究F安与L的关系
①将两块磁铁并放在一起，N极与上述方向相同，导体棒垂直放在导轨上的固定标记处，此时电流长度变成原来的两倍。
保持电源选用2V蓄电池或二节干电池。
闭合开关，导体棒运动距离为S3。
②比较S1、S3大小，得S3≈2S1，说明S∝I。
结论：F安∝I 。
(3)安培力的大小
由上述结论可得：F安∝I。
(4)判断安培力的方向
根据以上实验，分析电流方向，磁场方向，安培力方向，从三者方向关系，可总结出左手定则。