新型“磁场对通电直导体作用”演示器，本文主要内容关键词为：磁场论文,导体论文,演示论文,作用论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“磁场对通电直导体作用”演示器的取材和制作简单，结构合理，性能稳定可靠，取放和实验操作极为简便。本教具采用双层导轨并联连接，2根直导体上下排放，能同时同向或相向运动，对比度高，弥补了单轨单根直导体做实验时难以激发学生探究兴趣的不足。由于采用旋转磁体，可使磁场方向与电流方向构成任意夹角。改变了以往演示中只能使磁场方向与电流方向垂直的单一状况。
一、教具装置（图1）
图1
二、教具的特点及用途
1.特点：(1)取材和制作容易，取放和实验操作极为简便；(2)采用旋转磁体，可使磁场方向与电流方向构成平行或任意夹角，改变了以往演示实验中磁场方向与电流方向垂直的单一状况；(3)采用双电流表，更能直观地体现2根直导体中电流的方向，可见度好；(4)采用双层导轨并联连接，2根直导体上下放置，既能同向运动，又能相对运动，趣味性强，对比度高，启发性好，比用单轨单根直导体做实验更能激起学生浓厚的兴趣。
2.用途：本教具既能作教师课堂演示用，又能更有效地帮助学生对磁场中通电直导体的相关情况作如下探究：(1)使通电直导体运动的施力物体是什么？(2)磁场力的方向与哪些因素有关？(3)影响磁场力大小的因素有哪些？(4)磁场力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系如何？
三、制作材料
1.底座用木板和安装2只表头用木板各1块，规格：35cm×25cm×2cm；
2.量程为5A的电流表表头2只；
3.导轨用铜棒2根，直径为0.6cm，长分别为 24cm和28cm；通电直导体用铜棒2根，直径为 0.3cm，长为6cm；
4.供制作转轴用的铁棒1段，规格：直径3cm，长20cm；制作手柄用钢材1段，规格：直径1.2cm，长20cm；制作支架用不锈钢板材1块，规格：20cm×3cm×0.3cm；
5.供控制整个电路用常开按钮开关
和供改变电流方向用双刀双掷开关
各1只；
6.U形永磁体、滑动变阻器、演示用低压电源或 6V蓄电池各1只；
7.平板玻璃1块，规格：37cm×27cm×0.3cm；
8.正负接线柱各1只，导线、螺栓、垫片等若干。
四、制作方法与安装调试
1.将钢材、铁棒和不锈钢板材经加工制成如图 2所示的手柄转轴和支架。
图2
2.导轨及磁体：将4根直径6cm的铜棒一端自端点起2.5cm长的部分，经板牙处理变成直径5cm的螺杆并把它们弯折形成
形导轨，用双螺母把它们固定到底座上（图3），使导轨间的水平距离为5cm，上层导轨
与下层导轨
距底座分别为8cm和4cm，以保证U形磁体经支架可绕固定轴在4根立体排布的导轨外围旋转。
图3
3.电流表的选择与组装：为了直观地显示两通电直导体中电流的方向，使实验操作更方便快捷，取量程已扩为5A的2只表头嵌到周边加框并有玻璃面罩的木板上，形成两表融为一体的电流表（图4）
图4
4.电路连接：用电烙铁焊接好4根导轨的引出线，将带有“下”“上”字的电流表分别串联到下层、上层导轨的支路上，然后与双刀双掷开关：连接形成并联，通过控制整个电路的常开按钮开关后再接到正负接线柱上（图5）。
图5
五、使用方法
1.用导线将6V蓄电池或演示用电源串联后连接到该演示器的接线柱上即可使用。
2.演示磁场是使通电直导体运动的施力物体。将直导体放在导轨上，通过手柄让磁场方向与直导体垂直，按下，电流表指针发生偏转，通电直导体由静止变为运动，这表明通电直导体受到了力的作用。
当把磁体水平移动离开导轨后再按下，电流表指针发生了偏转，但有电流通过的直导体并未运动，这表明使通电直导体受力运动的施力物体是磁场。
那么，如果有磁场存在。通电直导体一定受磁场力作用吗？
3.演示磁场方向与通电直导体平行时。通电导体是否受到磁场力的作用。通过转动手柄让磁场方向与通电直导体平行，按下，可看到电流表的指针发生了偏转，表明2根直导体中都有电流通过，但有电流通过的直导体并未运动；若把磁体旋转一定角度，再按下，它们随即又运动起来，这表明当磁场方向与电流方向平行时，不受磁场力的作用。
4.演示磁场方向的改变对通电直导体的运动方向是否有影响。将磁体恢复到原位置，向左端闭合后按下，可看到2根通电直导体都从静止变为向左（右）运动，这表明2根直导体受到同向磁场力的作用。
保持电流方向不变，若把磁场方向改变180°后再按下，2根通电直导体又都从静止变为向右 （左）运动，这表明随着磁场方向的改变，通电直导体运动方向也随之改变。
5.演示电流方向的改变对通电直导体的运动方向是否有影响。保持磁场方向不变，向右端闭合后按下，可看到2只电流表指针偏转方向不同，这表明直导体中的电流方向相反，同时看到2根直导体由静止变为相对运动，这表明，它们受到相反方向磁场力的作用。
若把2接线柱的导线对换后按下，又可看到它们各自的运动方向随之改变，这说明，电流方向的改变，对通电直导体运动方向有影响。
通过对上述实验的记录、整理和分析则发现：磁力方向与磁场方向和电流方向之间存在着相互作用的关系，其三者之间关系遵循左手定则。