安培力的实验
大学物理安培力实验
角度()
力F(g)
角度()
力F(g)
-90
90
-85
85
-80
80
-75
75
-70
70
-65
65
-60
60
-55
55
-50
50
-45
45
-40
40
-35
35
-30
30
-25
25
-20
20
-15
15
-10
10
-5
5
0
(2)设置直流稳压稳流电源：开路，调节电压输出约5 V，然后短路，调节电流输出1.00 A。
【预习思考题】
1.载流导线在磁场中受力与哪些因素有关？各自与力有什么关系？
2.安培力的本质是什么？或者说安培力是如何形成的？
3.测量安培力的原理是什么？
【讨论题】
1.本实验是假设导线处于均匀磁场中涉及的，请讨论本实验中磁体的布局和电流环的放置位置对实验的影响。
2.实验内容4的系统能否测量安培力随电流的变化关系？若能，给出你的方法和步骤。
(3)设置SF-8608拨盘到0。
(4)安装并调节组件SF-8608使导线方向和磁场方向平行。用导线经过开关K连接电源和称臂上两个接线柱，确认电流输出1.00 A。
(5)断开回路（松开一个导线夹子）。这时导线无电流，打开电子天平，电子天平自动去皮重，读数为0.00 g。
(6)连接回路，微调磁场方向，使读数为0.00 g。
表1安培力与导线长度的关系
电流I =2.50A
电流环
SF 40
SF Байду номын сангаас7
安培力和洛伦兹力的案例
安培力和洛伦兹力的案例那我开始讲啦。
一、安培力的案例。
1. 电磁炮。
想象一下，在一个超级酷的军事实验室里，有这么一个装置叫电磁炮。
那这个电磁炮的原理呢，就和安培力有很大关系。
炮筒里面有两根平行的轨道，就像火车轨道那样，但是是超级高科技的。
当给这两根轨道通电的时候，就会产生磁场。
然后在轨道中间放一个炮弹，这个炮弹呢通常是用一些能够导电的材料做的。
这时候，电流就会流过炮弹。
根据安培力的公式 F = BILsinθ（这里的B是磁场强度，I是电流，L是导线长度，θ是电流方向和磁场方向的夹角，在电磁炮这里炮弹就相当于导线啦，θ = 90^∘，sinθ = 1）。
这个炮弹就会受到一个很大的安培力，就像被一只无形的大手猛推了一下，然后“嗖”的一声就飞出去啦，速度超快的，可以用来打击远处的目标呢。
2. 电动机。
你看家里的电风扇或者洗衣机里的电动机，电动机里面有很多线圈。
当我们给电动机接通电源的时候，电流就会在线圈里流动。
这时候电动机里面有磁场，是由定子（电动机里面固定不动的部分）产生的。
线圈里的电流在磁场中就会受到安培力。
根据安培力的方向判断方法（左手定则：伸开左手，让磁感线穿入手心，四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是安培力的方向），这个安培力就会让线圈转动起来。
就好比是有一群小力人在推着线圈转圈一样，这样电动机就把电能转化成机械能啦，风扇就能呼呼转，洗衣机就能欢快地洗衣服啦。
二、洛伦兹力的案例。
1. 电视机的显像管。
在以前那种大屁股电视机（显像管电视机）里啊，有一个很神奇的显像管。
显像管后面有一个电子枪，这个电子枪会发射出很多电子，就像一群超级小的子弹飞出去一样。
这时候呢，在显像管的周围有磁场。
这些飞出去的电子在磁场中就会受到洛伦兹力。
洛伦兹力的公式是 F = qvBsinθ（这里q是粒子的电荷量，v是粒子的速度，B 是磁场强度，θ是速度方向和磁场方向的夹角）。
由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹就会发生弯曲。
4.演示实验：安培力教程
画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
动手练
试用左手定则判断安培力的方向
I2
F F
F
F
I1
I2
同向电流相互吸引
×
F
I1
结论：异向电流相互排斥；
I
S S
N
特别强调
• 安培力的方向：既跟磁场方向垂直， 又跟电流方向垂直，即安培力的方 向总是垂直于磁感线和通电导线所 在的平面． • 不管B和I的夹角是多少，力一定垂 直于B和I构成的平面！
如图11-2-4所示，给一根松弛的导体线圈中 通上电流，线圈将会 (A) A.纵向收缩，径向膨胀 B.纵向伸长，径向膨胀 C.纵向伸长，径向收缩 D.纵向收缩，径向收缩
如图11-2-7所示，把一重力不计的通电导线水平放在蹄形磁铁 磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I 时，导线的运动情况是(从上往下看) ( A )
二.安培力的大小 【猜想与验证】影响安培力的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度 物理学规定：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所
受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强
度。用B表示。
F 即： B IL
单位：特斯拉（T）
1.当电流与磁场方向垂直时
F = ILB
2、当电流与磁场平行时 I B
左手定则：由M流向N（向右）
F安=BIL
mg
如图所示，放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m，长为l，两 导轨所在平面与水平面成30°角，导体棒与导轨垂直，空间有竖 直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，若在导体中通以由 b 端 3m g 至 a端的电流，且电流为 时，导体棒可维持静止状态。
高中物理安培力实验
高中物理安培力实验是一种用来研究电流在磁场中所受力的实验。
安培力是电流在磁场中受到的力，其大小与电流强度、磁感应强度以及电流与磁场的夹角有关。
在进行安培力实验时，通常会使用导线、电源、磁铁和测力计等器材。
首先，将导线放置在磁场中，并通以电流。
然后，使用测力计测量导线所受的安培力大小，并记录下来。
接下来，可以通过改变电流的大小、磁场的方向和导线的放置位置等方式，来研究安培力大小与这些因素之间的关系。
在实验过程中，需要注意以下几点：
1. 保持电流、磁场和导线方向的稳定，避免外界干扰对实验结果的影响。
2. 在测量安培力时，需要保证测力计的精度和准确性，以避免误差的产生。
3. 在改变实验条件时，需要逐一改变，以便观察每个因素对安培力大小的影响。
通过安培力实验，可以帮助学生更好地理解电流在磁场中所受力的原理，加深对电磁现象的认识和理解。
同时，实验也可以培养学生的动手能力和实验技能，提高他们的科学素养和实验能力。
安培力实验报告(北京科技大学物理实验报告)
北京科技大学实验报告安培力实验目的学会设计简单的实验方案，利用自组仪器合理搭建实验设备；学会用归纳法研究磁场中载流导线的受力规律。
实验原理将一段通电导线置于以均匀磁场中，导线受到的安培力与磁场的方向和强弱、载流方向和强度大小、导体形状和尺寸相关。
实验仪器天平LGN310、矩形磁极一对、电磁线圈两个、U形铁芯一个、4个尺寸不同的导体、直流电源、电流表、轻质金属导线、开关、导线等。
实验内容及步骤（1）利用电流秤测量磁场中载流导体的受力。
（2）利用U形铁芯的两个电磁磁极产生较强的匀强磁场。
（3）调节砝码使天平达到平衡。
（4）改变励磁电流、载流线圈电流、载流线圈尺寸测量线圈所受安培力大小。
以研究安培力与磁场、载流、导线尺寸的关系。
数据测量结果：数据分析：此次实验是为了研究载流导体在磁场中的受力规律的。
实验中主要研究安培力大小与励磁电流、载流线圈电流、载流线圈尺寸的关系。
实验数据中的“-”号表示反向测量时的电流。
并且，实验中以安培力向下方向为正。
需要说明的是，实验中，我们考虑到磁场太小时即使线圈电流很大也不能使得天平有很大偏转。
所以我们先在励磁电流为3A的情况下测出不同线圈电流所受的安培力的大小；然后再在线圈电流为3A的情况下测出不同励磁电流（及磁场强度）情况下的安培力大小。
这里其实也使用到了控制变量法的基本原理。
用各组数据的前一半数据可画出如下四张图形：从四张图中可以清楚看到，当磁场、线圈尺寸、线圈匝数不变时，安培力和线圈电流成正比例关系，即：F∝I。
为了方便分析，可以把数据都放到一个图中（如下）：我们先分析一下A,B,C三组。
这三组数据的共同点是线圈匝数相同，所以说，在磁场中线圈长度越长，安培力随电流的变化速率越快。
那么两者的定量关系又如何呢？我们可以看到，线圈长度关系为：L(C)=2L(B)=4L(A)。
而三者对应的安培力是什么关系呢？我们可以从下图中看出，变化率也是两倍关系。
即：F∝LC，D两组相比，我们知道：线圈匝数越多，变化率越大。
安培力实验定律
安培力实验定律
安培力实验定律是描述学生电流密度与磁感应强度之间的关系的经典
物理学定律。
安培力实验定律告诉我们，当导体中有电流通过时，会
产生磁场。
同时，在磁场中移动的导体中也会有电流产生。
安培力实验定律是由法国物理学家安德烈·玛丽·安培在1820年发现的。
他通过实验发现，当电流通过两条平行导线时，它们之间会产生一个
相互作用的磁场力，这就是后来被称为安培力的力。
安培力的大小与
电流的大小和导线之间的距离有关。
当电流和磁场的方向垂直时，安
培力最大。
当二者方向相同或相反时，安培力为零。
根据安培力实验定律，可以计算出磁场的强度。
如果电流密度为J，而导线的长度为l，那么在距离导线d处的磁场的磁感应强度B可以表示为：
B = μ0Jl/(2πd)
其中，μ0是真空中的磁导率，约为4π×10^-7 H/m。
安培力实验定律在日常生活中有许多实际应用。
例如，可以用它来制
造电动机、电磁铁和电流表等电子设备。
此外，安培力实验定律还被
广泛应用于地球物理学和航空航天工程。
例如，在地球物理学中，该定律用于研究地球的磁场。
在航空航天工程中，可以利用安培力实验定律来设计和制造飞行器的电磁传动系统。
总之，安培力实验定律是物理学的一个基本定律，描述了电流和磁场之间的关系。
它不仅在学术界有广泛的应用，而且被应用于许多现实世界的电子和机械设备中。
了解安培力实验定律的原理和应用有助于我们更好地理解现实世界中的电子和机械系统，以及地球物理学研究中的磁场。
高中物理创新实验说课-定量探究电流间的安培力
定量探究电流间的安培力一、使用教材人教版高中《物理选修3-1》第三章第四节“通电导线在磁场中受到的力”。
二、实验器材电子分析天平，两个学生电源，两个电流表，两个线圈，细铜丝两根，铁架台，电键，导线若干三、实验创新要点/改进要点（1）化学仪器（电子分析天平）为物理所用，利用它的“去皮”功能，把安培力转化成质量加以显示，变定性实验为定量实验。
（2）用两个平行线圈替代平行直导线，一方面增加了电流产生的磁场；另一方面相当于增加了受力线圈的长度，起到了双重放大的作用。
（3）不仅演示同向电流相吸、异向电流相斥，且还能研究决定安培力大小的相关因素。
四、实验原理/实验设计思路高中实验条件下的电流间安培力较小。
本实验利用LP203型电子分析天平来“称量”微10N，且用两个线圈替代两根直导线实验，增加匝数放大力，从小的安培力，精度可达到5-而显示安培力，再用控制变量法进一步研究安培力与相关因素的关系。
五、实验教学目标（一）知识和技能（1）让学生直观体验电流间的微小的安培力，知道安培力与部分相关因素的关系（2） 培养学生的动手能力和运用数表软件处理数据的技能（二）过程和方法让学生经历实验探究过程，使学生理解实验运用的转化测量法、放大法及控制变量法（三）情感、态度和价值观培养学生学会分工合作，尊重实验事实的科学精神，力求通过学生实验调动学生学习物理的积极性六、实验教学内容（1）体验安培力的值 （2）控制变量法探究安培力相关因素七、实验教学过程（一）变定性实验为定量探究、调动学生的探究欲望书本演示实验：平行通电直导线之间的相互作用是定性实验，我们是不是很想知道电流间的安培力到底有多大？今天我们一起来找寻答案。
（二）直陈测量疑难，讲清设计原理我们实验条件下电流间的安培力较小，如何定量实现安培力的测量呢？我首先想到的是有没更精密的测力计，偶然间看到物理同仁用电子分析天平测电荷间的库仑力，于是想到也可用此仪器来测电流间的安培力。
安培力
思考：如何形象地表示磁感应强度的大小和方向？
例1、关于磁感强度，下列说法哪些是正确的？ ①磁感强度的大小反映了磁场的强弱； ②磁感强度是描述磁场的强弱和方向的物理量； ③磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向．
例2、关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方 向，正确的说法是 ①跟磁场方向垂直，跟电流方向平行； ②跟电流方向垂直，跟磁场方向平行； ③既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直； ④既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直．
例8、如图所示, 在磁感应强度为1T的匀强 磁场中, 有两根相同的弹簧, 下面挂一条长 0.5m, 质量为0.1kg的金属棒MN, 此时弹簧 伸长10cm, 欲使弹簧不伸长，则棒上应通过 的电流的大小和方向如何?
例6、如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T， 求该导线所受安培力是多大？方向如何？
I
例7、有一小段通电直导线，长为1cm，电流强 度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场 力为0.1N，则该点的磁感应强度B （） A．一定等于2T B．一定小于2T C．大于等于2T D．以上情况都有可能
6、安培力的方向——左手定则 判定步骤： 1）伸开左手，大拇指跟四指 垂直，且在同一平面内 2）让磁感线穿过手心 3）使四指指向电流方向，则 拇指指向安培力的方向
左手定则运用：
I
I
F
左手定则运用
I
左手定则运用：
左手定则运用：
固定 固定
I1
I2
I1
I2
I2
固定
固定
I1
I1
例3、图3-19表示一根放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方 向垂直．图中已分别标明电流方向、磁场方向和导线受力方向中 两个的方向，试标出另一个的方向．
安培力演示仪实验报告
安培力演示仪实验报告篇一：安培力演示仪安培力演示仪实验现象观察载流直导体，在磁场中受力的情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流的方向三者之间的关系，即验证左手定则。
将载流直导体铜棒水平放在支承导轨上，并调节其水平位置，使铜棒在马蹄形磁铁的磁场中间，接通电源并观察载流直导体铜棒在导轨上滑动的方向；改变电流流通的方向（电源后面板的红色开关），此时，载流铜棒将在导轨上沿相反方向滑动；通过底座导轨的滑块移动马蹄形磁铁，使磁场相对载流铜棒移动，可以观察到载流铜棒也跟着一起运动。
物理原理通电导体在磁场中，会受到磁场力的作用，称为安培力。
实验发现，对直导线，安培力的大小与方向由下式表示：F?Il?B。
可见，力、电流和磁场三者成右手法则。
当然，也可以用左手定则来确定安培力的方向。
即：伸直左手，使大拇指与其余四指相垂直，磁场穿过手心，让四指指向导体中通电电流的方向，则大拇指的方向就是磁场对电流作用力的方向，即导体所受的安培力的方向。
仪器功能演示通电直导线在磁场中受力——安培力问题。
篇二：安培力的演示实验二安培力的演示实验目的：观察载流直导体，在磁场中受力的情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流的方向三者之间的关系，即验证左手定则。
观察磁聚焦现象实验目的：演示运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力和磁场对电子束的聚焦作用。
视错觉演示实验目的：通过对物理现象的观察与实验，深入了解人体的感觉机制。
本实验就是观察光的视错觉现象。
弹性球碰撞演示实验目的：1、演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。
2、演示弹性碰撞时能量的最大传递。
3、使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。
安培力的演示实验仪器：①为马蹄形永磁铁，它是由高强度钕铁硼材料制成。
②是将马蹄形电磁铁固定在竖直支柱上的顶丝。
③是带动马蹄形永磁铁沿水平方向左右移动的滑块。
④是双道滑轨。
⑤是载流直导体。
⑥是导轨，它用来支承载流直导体受力移动。
磁场对通电导线的作用—安培力
B B
B
I F
I
I
B
B
F
I
α
α
B F
I
BI
30 F °
B
F
I α
7.当电流与磁场方向夹角为θ时， F = ILBsinθ
B1
B2
8、安培力的大小
（1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况 下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长 度L三者的乘积。
即： F=ILB
（2）平行时： F＝0
4.磁电式电流表的特点
（1）表盘的刻度均匀，θ∝I。 （2）灵敏度高，但过载能力差。 （3）满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。
例3.长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电 流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则
磁感应强度B：（ B ）
A、B＝10T C、B≤10T
B、B≥10T D、不能确定
N f
θ
X
F
θ
θ
G
精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通 电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比，即
F IL 比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关，用符
号B表示（关于它的意义，下节将进一步介绍）则磁场对通
电导线作用力的公式为：
F ILB
4.公式：
安培力的实验探究与应用
安培力的实验探究与应用安培力是指由电流通过导线所产生的磁场对于其他电流所施加的力。
安培力是电磁学中的重要概念，对于理解电磁现象以及应用于各个领域都具有重要意义。
本文将从实验探究和应用两个方面来介绍安培力的相关知识。
一、实验探究1.1 安培力实验的基本原理安培力实验主要通过在磁场中放置导线，通以电流，然后观察电流所受的力，来揭示电流与磁场之间的相互作用。
根据安培力的方向规则，我们可以得知导线所受的安培力方向与电流方向、磁场方向以及导线的相对位置有关。
1.2 安培力实验的装置和步骤安培力实验的装置主要包括导线、直流电源和磁铁。
首先，将导线弯成所需形状，然后将导线连接到直流电源上，使电流通过导线。
随后，将导线放置于磁铁的磁场中，观察导线所受的力以及力的方向。
可以采用静力平衡法、测力计等工具来测量安培力的大小。
1.3 安培力实验的影响因素安培力的大小受到多种因素的影响，包括电流大小、磁感应强度、导线长度、导线形状等。
通过改变这些因素，可以观察到安培力的变化规律，从而加深对安培力的理解。
二、应用领域2.1 电机原理电机是将电能转换为机械能的装置，其工作原理正是基于安培力的作用。
电机中的导线通以电流，在磁场的作用下产生安培力，推动导线运动，实现电能到机械能的转换。
2.2 电动磁铁电动磁铁是利用电流通过导线时产生的安培力来实现吸附铁磁物体的装置。
通过控制电流的大小可以控制电动磁铁的吸力。
电动磁铁广泛应用于物流、机械制造等领域。
2.3 磁力传感器磁力传感器是一种测量磁场强度的装置，其工作原理也是基于安培力的作用。
通过测量磁场中导线所受的安培力，可以推导出磁场的强度，实现对磁场的测量。
2.4 导航系统在导航系统中，常使用磁罗盘进行导航定位。
磁罗盘中的指针是通过电流通入导线所受的安培力来指示地球的磁北极方向，从而实现定位导航。
三、结语通过对安培力的实验探究和应用领域的介绍，我们可以看到安培力在电磁学中的重要作用。
实验探究帮助我们理解安培力的基本原理以及影响因素，而应用领域则展示了安培力在现实生活中的广泛应用。
安培力实验定律
安培力实验定律标题：安培力实验定律解析与应用导言：安培力实验定律是电磁学中的重要概念，被广泛应用于电路分析和电磁设备设计。
在本文中，我们将深入探讨安培力实验定律的原理、应用和实验方法，并通过实例说明其在现实生活中的重要性。
第一部分：安培力实验定律的原理1. 安培力实验定律的基本概念- 安培力实验定律是描述通过电流所产生的磁场之间相互作用力的定律。
- 根据安培力实验定律，电流元素之间的相互作用力与其之间的距离成反比，与电流强度成正比。
2. 安培力实验定律的数学表达- 数学公式：F = k * (I1 * I2) / r其中，F表示电流元素之间的相互作用力，k是一个比例常数，I1和I2分别表示两个电流元素的电流强度，r为它们之间的距离。
3. 安培力实验定律与库伦定律的关系- 安培力实验定律和库伦定律描述的都是相互作用力，但作用对象不同，安培力实验定律是描述电流元素之间的相互作用力，而库伦定律是描述电荷之间的相互作用力。
第二部分：安培力实验定律的应用1. 电路分析中的应用- 安培力实验定律可以用来计算电流元素之间的相互作用力，进而分析电路中的电流分布和电流通路。
- 通过安培力实验定律，可以推导出电流互感和电感的计算方法，为电路的设计和优化提供指导。
2. 电磁设备设计中的应用- 安培力实验定律在电磁设备设计中有着广泛的应用，如电动机、变压器等。
- 运用安培力实验定律，可以计算电流通过导线或线圈时所受的力，并据此进行设备的结构设计和电流容量的确定。
第三部分：安培力实验定律的实验方法1. 安培力实验定律的实验装置- 实验装置包括直流电源、导线、安培计、铁丝等。
- 通过固定一段导线，通过电流使其与另一段导线发生相互作用，然后利用安培计来测量相互作用力。
2. 实验步骤- 步骤1：连接实验装置，确保电路连接正确。
- 步骤2：调节电源的电流并记录。
- 步骤3：测量相互作用力并记录。
- 步骤4：根据实验数据计算力大小并分析结果。
物理实验电磁感应与安培力实验设计
02
实验器材与装置
所需器材
电源
提供稳定的电流，用于产生磁场 。
导线
用于连接电源和实验装置，形成闭 合回路。
磁铁
用于产生磁场，与导线相互作用。
所需器材
01
02
03
04
电流表
测量导线中电流的大小。
电压表
测量导线两端电压的大小。
滑动变阻器
改变导线中的电阻，从而改变 电流和电压的大小。
铁架台等辅助器材
如采用数字化测量技术、自动化控制技术等，以提高实验的精度和效率
。同时，可以考虑引入现代物理学的先进理论和技术，对实验进行更深
入的研究和探讨。
06
实验总结与拓展
实验结论总结
电磁感应现象
当导体在磁场中运动时，会在导体中产生感应电动势，从 而产生感应电流。这一现象被称为电磁感应现象。
安培力
通电导线在磁场中受到力的作用，这个力被称为安培力。 安培力的大小与导线中的电流、磁场的磁感应强度以及导 线与磁场的相对角度有关。
安培力的计算
安培力的大小可以通过公式F=BIL来计算，其中F为安培力，B为磁感应强度，I为导线中 的电流，L为导线在磁场中的有效长度。
拓展延伸
电磁感应在生活中的应用
电磁感应现象在生活中有着广泛的应用，如发电机、电动 机、电磁炉等。通过了解这些应用，可以进一步加深对电 磁感应现象的理解。
安培力与磁场方向的关系
03
实验步骤与操作
准备工作
实验器材
准备电磁铁、导线、电流表、电压表 、滑动变阻器、开关等实验器材。
检查设备
检查实验器材是否完好，电路连接是 否正确。
搭建实验装置
按照实验需求搭建实验装置，连接好 电路。
安培力特性实验报告
安培力特性实验报告一、实验目的本实验旨在探究安培力的特性，包括安培力的大小、方向与电流、磁场的关系，深入理解安培力的本质和规律。
二、实验原理安培力是指通电导线在磁场中所受到的力。
根据安培定律，安培力的大小与电流强度、导线在磁场中的长度、磁感应强度以及电流方向与磁场方向的夹角有关。
其数学表达式为：＄F ＝ BIL\sin\theta$，其中$F$表示安培力，＄B$表示磁感应强度，＄I$表示电流强度，＄L$表示导线在磁场中的有效长度，＄＼theta$表示电流方向与磁场方向的夹角。
安培力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。
三、实验器材1、蹄形磁铁2、直流电源3、滑动变阻器4、电流表5、电压表6、导线若干7、开关8、金属导轨9、金属棒四、实验步骤1、安装实验装置将蹄形磁铁水平放置在实验台上，确保磁场方向垂直于桌面。
将金属导轨固定在桌面上，并使其与磁场方向平行。
将金属棒放置在金属导轨上，用导线将金属棒、电源、滑动变阻器、电流表和开关串联起来。
2、测量金属棒的长度和电阻使用游标卡尺测量金属棒的长度，并记录下来。
使用欧姆表测量金属棒的电阻，并记录下来。
3、探究安培力与电流的关系保持磁场强度和金属棒在磁场中的长度不变，调节滑动变阻器，改变电流的大小。
分别记录不同电流值下电流表的示数和金属棒所受到的安培力大小。
4、探究安培力与磁场强度的关系保持电流和金属棒在磁场中的长度不变，更换不同强度的蹄形磁铁，改变磁场强度。
分别记录不同磁场强度下金属棒所受到的安培力大小。
5、探究安培力与金属棒在磁场中的长度的关系保持电流和磁场强度不变，改变金属棒在磁场中的长度。
分别记录不同长度下金属棒所受到的安培力大小。
6、探究安培力的方向改变电流的方向，观察金属棒所受到的安培力方向的变化。
改变磁场的方向，观察金属棒所受到的安培力方向的变化。
五、实验数据记录与处理1、安培力与电流的关系｜电流（A）｜安培力（N）｜｜｜｜｜1|01|｜2|02|｜3|03|以电流为横坐标，安培力为纵坐标，绘制安培力与电流的关系图像。
探索电流磁效应的安培力研究实验
探索电流磁效应的安培力研究实验【导言】电流与磁效应之间的关系是物理学中一个重要而又神奇的现象。
安培力是一个描述电流在磁场中所受的力的定律，通过安培力研究实验，我们可以更好地理解电流与磁场之间的相互作用机制。
本文将介绍安培力的相关知识，并详细解读实验的准备、过程以及实验的应用和其他专业性角度。
【正文】一、安培力的基本原理安培力是描述电流在磁场中所受力的定律，根据安培力定律，当导体中有电流通过时，会产生磁场，并与外部磁场相互作用，从而在导体中产生安培力。
具体来说，安培力的大小与电流的大小、导线的长度、磁场的强度以及电流方向等因素有关。
根据右手定则，我们可以得出以下结论：1. 电流方向与磁力方向垂直时，电流所受的安培力最大；2. 电流方向与磁力方向平行时，电流所受的安培力为零。
二、实验准备为了研究电流的磁效应，我们需要准备以下实验材料和设备：1. 直流电源：用于提供电流；2. 导线：用于连接电源和实验电路；3. 磁铁或电磁铁：产生磁场；4. 夹子或支架：用于固定导线和磁铁；5. 测量仪器：如安培计、电压计等，用于测量电流、电压等物理量。
三、实验过程1. 搭建实验电路：将直流电源的正极与电磁铁的一端连接，负极与导线的一端连接，另一端分别连接安培计和导线。
2. 调整磁铁位置：将电磁铁放置于导线附近，并移动它的位置，观察导线上安培计的读数。
3. 测量电流和磁场强度：通过安培计测量导线中的电流大小，通过磁场强度计（若有）或其他相关仪器测量磁场的强度。
4. 改变电流方向：调整电流的方向，观察导线上安培计的读数的变化情况。
5. 分析实验结果：根据实验数据和观察结果，进行分析和总结，进一步验证安培力定律。
四、实验应用和其他专业性角度安培力研究实验不仅可以验证安培力定律，还可以在实际应用中发挥重要作用：1. 电流计量仪器：基于安培力原理的安培计被广泛应用于电流的测量中，在工业、医疗、科研等领域都起到重要作用。
2. 电动机和发电机：电动机的运行是基于安培力和洛伦兹力的作用原理，通过在磁场中供电产生电流，从而产生力的作用，推动电动机运转。
安培力的演示实验二
安培力的演示实验目的：观察载流直导体，在磁场中受力的情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流的方向三者之间的关系，即验证左手定则。
观察磁聚焦现象实验目的：演示运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力和磁场对电子束的聚焦作用。
视错觉演示实验目的：通过对物理现象的观察与实验，深入了解人体的感觉机制。
本实验就是观察光的视错觉现象。
弹性球碰撞演示实验目的：1、演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。
2、演示弹性碰撞时能量的最大传递。
3、使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。
安培力的演示实验仪器：①为马蹄形永磁铁，它是由高强度钕铁硼材料制成。
②是将马蹄形电磁铁固定在竖直支柱上的顶丝。
③是带动马蹄形永磁铁沿水平方向左右移动的滑块。
④是双道滑轨。
⑤是载流直导体。
⑥是导轨，它用来支承载流直导体受力移动。
⑦是通电接线柱。
⑧是底座。
光电效应实验器材：光电效应演示仪器磁聚焦现象实验器材：磁聚焦现象演示仪①为马蹄形永磁铁，它是由高强度钕铁硼材料制成。
②是将马蹄形电磁铁固定在竖直支柱上的顶丝。
③是带动马蹄形永磁铁沿水平方向左右移动的滑块。
④是双道滑轨。
⑤是载流直导体。
⑥是导轨，它用来支承载流直导体受力移动。
⑦是通电接线柱。
⑧是底座。
光电效应实验器材：光电效应演示仪器磁聚焦现象实验器材：磁聚焦现象演示仪②③视错觉演示实验器材：视错觉演示仪④⑤1、转速为10转/分的电机，带动直径为1.5cm的竖直圆柱沿一定方向转动。
2、圆柱上端有一固定梯形平面窗。
弹性球碰撞演示实验器材：碰撞球实验仪安培力的演示实验原理：通电导体在磁场中，会受到磁场力的作用，称为安培力。
实验发现，对直导线，安培力的大小与方向由下式表示：可见，力、电流和磁场三者成右手法则。
当然，也可以用左手定则来确定安培力的方向。
即：伸直左手，使大拇指与其余四指相垂直，磁场穿过手心，让四指指向导体中通电电流的方向，则大拇指的方向就是磁场对电流作用力的方向，即导体所受的安培力的方向。
安培力实验报告
安培力实验报告安培力实验报告引言：安培力实验是物理学中一项重要的实验，它以安培（A）作为单位度量电流的强度。
通过该实验，我们可以深入了解电流的产生和流动规律，进而揭示电磁现象的本质。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过测量电流在导线中的分布情况，验证安培力定律，并进一步探究电流与导线之间的关系。
二、实验器材与原理实验所需器材包括导线、电源、电流表、磁铁等。
实验原理基于安培力定律，即当电流通过导线时，导线周围会产生磁场，而磁场对导线会产生力，该力的大小与电流强度成正比。
三、实验步骤1. 将导线连接到电源上，并将电流表插入导线中。
2. 选取不同电流强度的电流值，如1A、2A、3A等，记录下电流表的读数。
3. 将磁铁靠近导线，观察电流表的读数变化情况。
4. 移动磁铁的位置，记录下电流表的读数变化情况。
四、实验结果与分析通过实验测量，我们可以得到不同电流强度下的电流表读数。
根据安培力定律，当电流通过导线时，导线周围会产生磁场，而磁场对导线会产生力。
因此，当磁铁靠近导线时，由于磁场的作用，电流表的读数会发生变化。
实验结果显示，随着电流强度的增加，电流表的读数也随之增加。
这是因为电流强度增加会导致磁场的增强，从而产生更大的安培力。
实验中移动磁铁的位置，我们可以观察到电流表读数的变化。
当磁铁靠近导线时，电流表的读数会增加；而当磁铁远离导线时，电流表的读数会减小。
这进一步验证了安培力定律的正确性。
五、实验误差与改进在实验过程中，可能会存在一些误差，例如电流表的精度限制、导线的电阻等。
为了减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的电流表来测量电流强度，以提高实验结果的准确性。
2. 选用电阻较小的导线，以减小导线本身对电流的影响。
3. 在实验中尽量保持实验环境的稳定，避免外界因素对实验结果的干扰。
六、实验应用与意义安培力实验是理解电流与磁场相互作用的重要实验之一。
通过该实验，我们可以深入了解电流的产生和流动规律，揭示电磁现象的本质。
安培力演示器实验报告
安培力演示器实验报告实验目的：1、在拓展知识面的同时训练学生的动手操作能力；记忆合金水车：形状记忆合金是一种特殊的功能材料，它可以记住加工好的形状，当外力或温度改变使其形状发生改变的时候，只要适当的加热就可以恢复原来的形状。
该装置让所选记忆合金周期性地与高温热源和低温热源接触，形状随之周期性地变化，从而驱动水车轮的转动，形象地展示了热变为功的过程和形状记忆合金的特性和用途。
该种形状记忆合金为镍钛合金，有双程记忆功能（即能记忆温度高低两种情况下的形状）可以有上百万次的变形和恢复。
镍钛合金还有相当好的生物相容性，相变温度较低，约在40-50℃，医学上用于脊柱侧歪、骨骼畸形等的矫正。
经典置换式热气机：利用酒精灯的热量驱动一组活塞、连杆和转轮往复运动，工作物质为封闭在透明活塞筒中的空气。
活塞和工作物质在往复过程中完成吸放热和能量转化，工作过程形象直观，是对热力学定律和热机原理极好的阐释。
其透明活塞材料为石英玻璃，主要特点是热胀冷缩系数小，透光性好。
耐腐蚀性强。
投影式伽耳顿板：可以用来验证大量随机物理事件共同遵循的统计物理规律。
统计物理规律因等概率假设则其结果可靠，在应用方面很广泛，比如相对论基本假设的提出等等。
辉光盘：利用低压气体分子在在高频强电场中激发、碰撞、电离、复合的过程，外界声音影响电场分布从而影响电子运动，在盘上显示出形状变化的荧光。
昆特管（声驻波演示）：利用管中泡沫小球在声驻波场中形成的“泡沫墙”将看不见的声波显示出来，实现了抽象概念的具象化。
该装置的缺点是无法消除静电的影响：泡沫小球帖在管内壁上。
气柱共鸣声速测量装置：通过气柱共鸣测量声速。
热声效应演示仪：所谓热声效应是指在可压缩流体的声震荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的均能量。
相当巧妙地利用谐振管中声驻波的能量，将热声堆下面的能量“泵”到上面来，使热声堆上下产生将近10℃的温差，是一种声制冷的方法。
其工作过程为：谐振管上部为一个热声堆，下部为一个扬声器。
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2、如图所示，放在平行光滑导轨上的 如图所示， 导体棒ab质量为m 长为l ab质量为 导体棒ab质量为m，长为l，两导轨所在 平面与水平面成30 30° 平面与水平面成30°角，导体棒与导轨 垂直，空间有竖直向上的匀强磁场， 垂直，空间有竖直向上的匀强磁场，磁 感应强度为B 感应强度为B，若在导体中通以由 b 端的电流， 端至 a 端的电流，且电流为 3mg ， 时 导体棒可维持静止状态。 导体棒可维持静止状态。 3BL
即： B＝ F ＝
IL
F 理解磁感应强度： 理解磁感应强度： ＝ IL B＝ ●意义：描述磁场的强弱 意义： 决定因素：由磁场决定， ●决定因素：由磁场决定，与F、I、L无关 、 、 无关 是矢量：就是磁场的方向（ 的方向不同） ●是矢量：就是磁场的方向（与F的方向不同） 的方向不同 单位：特斯拉（ ）， ），1T ●单位：特斯拉（T）， = 1N / A·m 匀强磁场： 匀强磁场：磁场区域中各点的 B 都相同 安培力： F＝BIL 安培力： ＝ 只适用于匀强磁场，且导体（电流） 只适用于匀强磁场，且导体（电流）垂直磁场 当导体与磁场成θ角时： ＝ 当导体与磁场成 角时： F＝BILsinθ 角时 它适用于导体（电流） 它适用于导体（电流）在磁场中任意放置的情形
知识小结
1、磁感应强度： 、磁感应强度：
F 定义式： ＝ ●定义式： B＝ IL 意义： ●意义：是描述磁场的强弱和方向的物理量
2、安培力： 、安培力：
●大小： F＝BILsinθ 大小： F＝ ●方向： 用左手定则判断 方向：
3、磁通量： 、磁通量： 定义式： ●定义式： φ＝BS
●意义：表示穿过这个面的磁感线的总条数 意义：
安培力的实验
磁场对电流的作用力叫安培力
当通电导体与磁场方向平行时（ 当通电导体与磁场方向平行时（即电流与磁场 平行）， ），导体不受安培力的作用 平行），导体不受安培力的作用 当通电导体与磁场方向垂直时所受安培力最大
探究安培力的方向
实验表明： 实验表明：
安培力的方向、磁场的方向、电流的方向， 安培力的方向、磁场的方向、电流的方向，三 者之间遵从左手定则
思维训练
1T的匀强 1、如图所示, 在磁感应强度为1T的匀强 如图所示, 在磁感应强度为1T 磁场中, 有两根相同的弹簧, 磁场中, 有两根相同的弹簧, 下面挂一条 质量为0.1kg的金属棒MN, 0.1kg的金属棒 长0.5m, 质量为0.1kg的金属棒MN, 此时 弹簧伸长10cm, 弹簧伸长10cm, 欲使弹簧不伸长则棒上 应通过的电流的大小和方向如何? 应通过的电流的大小和方向如何?
如图所示， 4、 如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在 条形磁铁的中心位置， 条形磁铁的中心位置，则 A.环受沿半径向外的安培力 环受沿半径向外的安培力, A.环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 磁场穿过环内的磁通量有增大倾向 B. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 环受沿半径向外的安培力, 磁场穿过环内的磁通量有减小倾向 环受沿半径向内的安培力, C. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有增大倾向 环受沿半径向内的安培力, D. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有减小倾向
磁通量
定义：在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面， 定义：在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面， 其磁感应强度B与这个面的面积S 其磁感应强度B与这个面的面积S的乘积叫做穿过这 个面的磁通量。 表示。 个面的磁通量。用 Φ 表示。
即：φ＝BS
●意义：表示穿过这个面的磁感线的总条数 意义： ●是标量：但有正负 是标量： ），1 ●单位：韦伯（Wb）， Wb = 1T·m 单位：韦伯（ ）， 公式只适用于匀强磁场， 公式只适用于匀强磁场，且平面垂直磁场的情形
动手练
试用左手定则判断安培力的方向
× × × × × × × × × × × ×
I
B
× ×
I ×B
×
I2
N
I
S S
I1
探究安培力的大小实验表明来自 实验表明：一段通电导体垂直磁场放置时， 一段通电导体垂直磁场放置时，其所受安培力 F既与导体的长度 成正比，又与导体中的电流 成 既与导体的长度L成正比 既与导体的长度 成正比，又与导体中的电流I成 正比： 正比：即 F∝IL ∝ F 而且： 而且：比值 是一个常量 IL 定义：通电导体垂直磁场放置时， 定义：通电导体垂直磁场放置时，其所受安培 力F跟电流 I 及导体的长度 L 的乘积 IL 的比值叫做 跟电流 磁感应强度。 表示。 磁感应强度。用 B 表示。
3、匀强磁场的磁感应强度为B，矩形线框abcd， 匀强磁场的磁感应强度为B 矩形线框abcd， abcd 通有逆时针方向电流I 如图所示， ab=L1，ad=L2，通有逆时针方向电流I，如图所示， 若它能绕cd边转动： cd边转动 当线框平行磁感线时， 若它能绕cd边转动：（1）当线框平行磁感线时，各 边受到的磁场力为多大？穿过线框的磁通量为多大？ 边受到的磁场力为多大？穿过线框的磁通量为多大？ （2）当当线框垂直磁感线时，各边受到的磁场力为 当当线框垂直磁感线时， 多大？穿过线框的磁通量为多大？ 多大？穿过线框的磁通量为多大？ 2）当当线框与磁 感线成角θ 各边受到的磁场力为多大？ 感线成角θ时，各边受到的磁场力为多大？穿过线框 的磁通量为多大？ 的磁通量为多大？