用电流天平和通电螺线管的磁场进行研究

【目的和要求】

　　观察磁场对电流的作用力方向与磁感应强度方向及电流方向之间的关系，验证左手定则；研究磁场对电流的作用力的大小，验证安培力公式：F＝IlBsinθ。

【仪器和器材】

　　电流天平（J2408型），直流电流表2个（J0407型或J0407－1型），滑动变阻器2个（J2354－4型），蓄电池2个（J1203型）或学生电源2个（J1202－1型3A），单刀开关2个（J2352型），三角板，刻度尺，导线若干，电流天平横臂上除了U形导体外，还应各有导线的短边与长边夹角为30°、45 °、60°的导线框。如图4．24所示。这些导线框短边边长应相同。

【实验方法】

　　1．用刻度尺和三角板测量各U形导线框的短边边长和短边与长边的夹角并作好记录。

　　2．把电流天平横臂放上支座，按图4．23－1和4．23－4接好线路，调节电流天平平衡。

　　3．先闭合S₁，后闭合S₂，观察电流天平横臂的转向后断开S₁S₂。分析U形导体中电流I的方向，螺线管内部的磁力线方向和磁场力方向的关系，验证左手定则。换接两电源中一个的正极和负极的接线，改变一个电路中电流的方向，重复上述观察、判断及验证。

　　4．重新细调平衡螺母使天平平衡后，闭合开关S₁、S₂，并使U形导体受的磁场力竖直向下（否则可交换一个电源的正、负极接线），往砝码挂钩加砝码，使天平重新平衡。将测得 的有关数据填入下表。改变激磁线圈电流I₀或U形导体中电流I，重做几次。

　　5．拨动转换开关，使U形导体受力边长改变，两电流不变，重复步骤4，记下有关数据。

　　6．依次换上图4．24甲、乙、丙各型导线框，保持两电流不变，重复步骤4。

　　7．分析上表中所记录的实验结果，看安培力F是否与I₀（对应于磁感应强度B）、I及sinθ成正比。