[实用新型]安培力演示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在中学物理课堂上演示通电直导线在磁场中受到安培力的实验装置，尤其是能定量演示安培力的大小与电流强度、通电直导体长度以及磁感应强度三者的关系。

背景技术

现行人民教育出版社出版的高中《物理》(必修加选修)课程中的所采用的演示安培力的实验装置只能定性的演示磁场对电流作用现象，不能定量演示，并且直导线在摆动时，由于磁铁不能与直导线同步运动，导线在磁场的不同位置磁感应强度不同，造成安培力不稳定，使直导线不停的振动，无法稳定观察，给课堂演示带来一定困难。

发明内容为了克服现有的实验装置不能定量、稳定的演示安培力的不足，本实用新型提供一种实验装置，能在课堂上定量、稳定的演示安培力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：当悬挂在固定悬架上的U型摆在磁场中受到安培力作用发生偏转时，采用U型摆与磁铁同步运动的方法，利用安培力与U型摆的回复力平衡的原理，使U型摆静止。通过测量U型摆下端直导体的水平位移可知安培力的大小。

本实用新型的有益效果是，可以直观、定量的观察安培力的大小，特别有利于在课堂上为初学者接受，课堂效果明显。机械装置简单、容易理解、价格低廉、容易制作、实验误差小，便于推广。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电路原理图。

图中：1.底座，2.杠杆，3.直动电磁铁(吸入式)，4.小车，5.轨道，6.蹄形磁铁，7.刻度尺，8.U型摆，9.支撑杆，10.悬架，11.水平支架，12.滑动变阻器，13.安培表，14.电键，15.蓄电池

具体实施方式

在图1中：底座(1)的中部固定有平行导轨(5)，载有蹄形磁铁(6)的小车(4)可以沿着平行导轨(5)水平移动，小车(4)的一侧与固定在底座(1)一端的直动电磁铁(3)通过杠杆(2)相连，当直动电磁铁(3)中通过直流电时，可以驱动杠杆(2)发生偏转，从而带动小车(4)作水平运动。底座(1)的另一端中部固定有支撑杆(9)，支撑杆(9)的顶部固定水平支架(11)。外径小于4毫米的轻质铜管制成的U型摆(8)悬挂于悬架(10)的水平轴上，悬架(10)固定在水平支架(11)上。水平刻度尺(7)固定于底座(1)上。

当进行课堂演示时，将蓄电池(15)、电键(14)、直动电磁铁(3)、悬架(10)、滑动变阻器(12)、电流表(13)依次串联接入电路(如图2所示)。闭合电键(14)，电流同时流过直动电磁铁(3)和U型摆(8)，U型摆在磁场中受到安培力的作用发生偏转，同时直动电磁铁(3)驱动杠杆(2)带动小车(4)上的蹄形磁铁(6)作水平运动。磁铁与U型摆(8)同步运动，保证了U型摆(8)所受安培力的稳定。当安培力与U型摆的回复力平衡时，U型摆静止不动。通过刻度尺(7)测量U型摆(8)下端水平直导线的位移量，可知U型摆(8)所受安培力的大小。

同理改变滑动变阻器(12)的电阻值，从而改变电路中的电流强度，会发现随着电流强度的改变，U型摆(8)下端水平直导线的位移量也会有所变化。

如果在同样电流强度下，在小车(4)上并排放置两个或三个同极性的蹄形磁铁(改变处在磁场中导线的长度)，会发现蹄形磁铁越多U型摆(8)下端水平直导线的位移量越大。

如果在同样电流强度下，在小车(4)上放置同等宽度但磁感应强度不同的蹄形磁铁，会发现U型摆(8)下端的水平直导线的位移量不同。

通过以上实验，可直观、定量的在课堂上演示安培力与磁感应强度、电流强度以及通电直导线长度三者之间的关系。另外利用本实用新型也可演示左、右手定则等物理现象。