用电流天平测定通电螺线管内部的磁感应强度实验方法

【目的和要求】

　　电流天平是应用通电导体在磁场中受力的原理制成的。利用它可以测出通电导体在匀强磁场中所受力的大小，从而求出磁场的磁感应强度，由此加深对磁感应强度定义式的理解。

【仪器和器材】

　　电流天平（J2408型），直流电流表2个（J0407型或J0407－1型），滑动变阻器2个（J2354－4型），蓄电池2个（J1203型）或学生电源2个（J1202－1型，3安），单刀开关2个（J2352型），导线若干。

【实验方法】

　　1．把仪器按图4．23－1组装好，使底座在水平位置上放置平稳。

　　2．调整平衡螺母使横臂平衡（指针对准刻度盘中线）。

　　3．调节配重螺母，使横臂有满足实验要求的灵敏度和稳定性。

　　4．按图4．23－4所示接成实验电路。图左边所示为“U”形导体电路，右边为激磁线圈电路。电源用6伏蓄电池，或学生电源的直流输出，接入电路时要注意选择正确的极性，即：使横臂在激磁线圈磁场中通电受力时，指针向右偏转（从正面看）。

　　直流电流表量程不小于3安培。滑动变阻器额定电流也应不小于3安培，如果没有，可用两个0－50欧、1．5安的滑动变阻器并联成一组代替。

　　5．用横臂上的转换开关选择“U”形导体受力部分长L＝20毫米。接通“U”形导体电路。调节滑动变阻器，使通过“U”形导体的电流I＝1安。

　　6．在砝码钩上挂上本仪器所配的m＝20毫克的砝码，这时，横臂失去平衡，指针偏向左边。

　　7．接通激磁线圈电路，螺线管内产生匀强磁场，磁场的方向可用安培定则（右手螺旋定则）判断。如图4．23－3所示，图中长度为L＝20毫米的C′D段通电导体在磁场中的受力方向。用左手定则判断的结果是向下。

　　8．保持“U”形导体中的电流I＝1安培，调节激磁电流I₀，使横臂恢复平衡。由于支点刀口 在横臂中间，根据杠杆原理，这时“U”形导体在磁场中受的力F＝mg，即等于砝码钩上所挂砝码受的重力。

　　9．保持激磁电流I₀不变，换不同质量的砝码，并用相同的方法，取不同的I、L值。将测得的I、L、F（可由所挂砝码的质量算出）的值以及计算出的U形导体所在处的磁场的磁感应强度B的数值一并填入下表。