研究直线电流的磁场实验方法

【目的和要求】

　　研究载流直导线的磁场的磁感应强度B的大小与导线中的电流强度I及测定点距导线的距离r的关系，得出直线电流磁场的分布规律。

【仪器和器材】

　　铜线（直径0．2－0．3毫米，长约3米），长木条（（1－2）×（2－3）×（100－120）厘米³，两端固定有两个等高的铜质接线柱）、磁针（针尖要细、盘面刻有360°刻度），直流电流表（J0407型或J0407－1型），滑动变阻器（J2354－4型），学生电源（J1202型或J1202－1型），单刀开关（J2352型），刻度尺（不能用钢皮尺），胶纸（或医用胶布），木支架2个（带座），白纸，导线若干。

【实验方法】

　　1．把长约50厘米、宽约10厘米的白纸大致沿南北方向铺在实验桌靠边沿的正中部分，用胶纸粘牢。把磁针放在纸的正中部位，沿盘边缘用铅笔勾画出磁针底盘的位置。待磁针静止时，转动磁针底盘，使磁针两极指在南北方位线上。沿磁针N、S极指向在纸上画一直线。如图4．25－2。

　　2．把长直导线固定在长木条的接线柱上，固定时一定要绷紧。把长木条水平地固定在木架台上。按图4．25－2所示接好电路。调整木架台位置，使得导线与白纸上的虚线在同一竖直平面内。调整长木条的高度，使长直导线与磁针的距离在3－10厘米范围内。

　　3．测出水平导线与磁针的竖直距离r。闭合开关，调节滑动变阻器R，先后取I＝0．5安、1安、1．5安、2安。每次都待磁针稳定后读出磁针产生的偏角（记为θ），改变导线中的电流方向，再读I＝0．5安、1安、1．5安、2安时的偏角记为θ′，取两次读数的平均值（记为 该电流值时磁针的偏角。将测得的数据记入下表。

　　4．保持电流为2安不变，改变水平导线与磁针的距离r，读出相应的偏角，在不同距离上测几组数据。

5．整理分析实验数据，看是否与电流I成正比，与1／r成正比。同时作出图线和图线，看图线是否是过坐标原点的直线。