用电流天平研究两平行载流直导线间的相互作用实验方法

【目的和要求】

　　验证两平行直导线间的相互作用力与电流强度及导线间距离的关系，并测定k值。

【仪器和器材】

　　电流天平（J2408型，见图4．23－1），方形线圈2个（边宽不小于15厘米，长与电流天平横梁相近，匝数各为20匝和40匝），学生电源2个（J1202－1型），滑动变阻器2个（J2354－4型），游标卡尺，单刀开关2个（J2352型），砝码（最小值10毫克），直流电流表2个（J0407型或J0407－1型），导线若干。

【实验方法】

　　1．把图4．23－1中的螺线管卸下，将一个矩形线圈L₁安放在天平横臂板上。另一线圈L₂放在L₁的下方，并使其一边在L₁一边的正下方，如图4．27－1所示。它与L₁间的竖直距离应能自由调节，标尺P可以测量这个距离。

　　2．将L₁、L₂分别与电源、电流表、变阻器连成如图4．27－2所示的电路。（L₁、L₂最靠近的两边电流应同向）

　　3．调节平衡螺母使天平平衡后，闭合开关S₁和S₂，调节R。使L₁ 中的电流I₁为某一值。在盘M上加适量的砝码，再调节R₂使天平恢复平衡。记下I₁、I ₂、r及受力边长L。

　　4．改变I₁、I₂或L₁、L₂之间的距离r，重复步骤3，多取几组数据，均记入下表。

　　5．分析实验数据，看安培力F是否与I₁、I₂的乘积成正比，与距离r成反比。计算k值，并求其平均值，求出实测k值与理论值k＝2．0×10^－7牛／安²比较的百分误差。