[发明专利]无自扰消水平地磁安培定则实验器

说明书

技术领域

本发明涉及一种中学物理实验仪器 

背景技术

安培定则发表于19世纪初，但因地磁场的干扰的问题解决不了，一直做不出：用多枚小磁针把直线电流的磁场方向在空间分布的情景，分布的规律以及安培定则直接表现出来的实验(简称：安则实验)，致使安培定则变得抽象、难学，这一情况持续近两个世纪之久。 

直至21世纪，发明一种解决地磁干扰的问题的方法：消除地磁场的水平分磁场(发明专利号：ZL200710163847.1)。同时发明了一种用所述方法做安则实验的仪器：消除地磁场的水平分磁场安培定则实验器(简称：消水平地磁安则器)。 

地磁干扰的问题解决了，从而另一种干扰暴露了出来。在用消水平地磁安则器做安则实验中暴露了出来。 

这种干扰使直线电流的磁场中某些地方的小磁针的N极的指向严重偏离直线电流的磁场的方向。 

此干扰来自仪器本身，来自回路中的电流所产生的磁场，称之为“自扰”，此磁场称之为“自扰磁场”。由于自扰，使小磁针的N极的指向偏离直线电流的磁场的方向的角度θ，称之为“自扰偏角θ”。 

当初解决自扰的问题的方法是：让产生自扰磁场的回路远离小磁针。这样做虽然实验的效果达到了，但却使仪器的形体变得庞大，带来诸多麻烦。要使仪器小型化，就得彻底消除自扰磁场。 

发明内容

本发明是为解决在用消水平地磁安则器做安则实验中的自扰的问题，提供一种消除自扰磁场的方法和实现所述方法的仪器：无自扰消水平地磁安培定则实验器。 

附图说明

下面结合附图对本发明做详细描述 

图1中有观察器的正视图、俯视图、左视图和仰视图。 

图2示出：一枚部标为J11006的小磁针和一枚部标为J11005的大磁针。 

图3中有小滑轮的正视图、左视图和沿A-A线的剖视图。 

图4中有轮轴的立体图，正视图和沿B-B线的剖视图。 

图5、6示出：用小型消水平地磁安则器做实验中表现出来的自扰结果。 

图7示出：直线电流的磁场和自扰磁场。 

图8示出：消除自扰磁场的方法。 

图9示出：自扰磁场消除后的情况。 

图10示出：无自扰的安则实验。 

图11示出：无自扰安则器。 

图12示出：无自扰消水平地磁安培定则实验器。 

具体实施方式

对照图1，观察器10是一块边长为18cm的正方形薄板，其上面阴刻一组射线11和一组同心圆12(半径为8cm、5cm、2cm)，其中心013处有一小圆孔13，其背面中央有一弹簧夹14。 

对照图2，部标为J11006的小磁针15长2.8cm；部标为J11005的大磁针16长14cm。 

图3中小滑轮17的直径为2cm。 

对照图4.轮轴的轮18做为旋钮18，其直径为3cm。轮轴的轴19用以绞绕细软钢丝绳。 

图5、6示出：用小型消水平地磁安则器做的安则实验结果。 

小型消水平地磁安则器中： 

竖直的直导线1与弓背5的长度都是40cm； 

水平的上、下弓臂3、4的长度都是20cm； 

水平的观察器10套穿设于竖直的直导线1的中点； 

直导线1、方弓形回路2及观察器10上的中线21都在同一平面P₁23内； 

中线24垂直于平面P₁23。 

用小型消水平地磁安则器做的实验中出现的自扰偏角θ： 

G点31与R点36处的二小磁针31与36的自扰偏角为θ_G 与θ_R

则θ_G＝θ_R＝29°； 

二小磁针32与35的自扰偏角为θ_H与θ_Q； 

则θ_H＝θ_Q＝19°； 

二小磁针33与34的自扰偏角为θ_K与θ_L； 

则θ_K＝θ_L＝4°； 

对照图7.小磁针的自扰偏角的计算，实际上就是小磁针所在点的磁场的方向的计算，详细计算放到附注中进行。 

计算R点36的磁场方向