图321
(3)实验器材:铁架台,蹄形磁体(2个),线框,弹簧测力计,电流表,电源、滑动变阻器,开关,导线若干。
(4)实验过程
①按如图321所示装置安装、连接实验器材,并使线框下端与磁场方向垂直。
②在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F0。
③接通电路,调节滑动变阻器使电流表读数为I1,记录弹簧测力计的读数F1。
④继续调节滑动变阻器使电流表读数为I2,I3,...,In,观察并记录弹簧测力计相应的读数F2,F3,...,Fn。
⑤分别计算出F1-F0,F2-F0,F3-F0,...,Fn-F0,并填入表格中。
Ii/A Fi-F0/N ⑥列出Ii与Fi-F0(i=1,2,3,...,n)的对应关系。
⑦紧挨着蹄形磁体再并排放上一个相同的蹄形磁体(相同的极性在同一侧)。仍保持线框的竖直边在磁场区外,重复③~⑥过程。
(5)实验结论
①当通电导线与磁场方向平行时,导线不受力。
②当通电导线与磁场方向垂直时,磁场对通电导线有力的作用,力的大小与导线中的电流、导线长度和磁场强弱有关。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,比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关。
2.安培力的大小和方向
(1)定义:磁场对通电导线的作用力。
(2)公式:F=ILB。
式中比例系数B称为磁感应强度,单位为特(T),下节将进一步介绍。
(3)安培力方向的判定--左手定则
内容:伸出左手,四指并拢,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流方向,则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向,如图322所示。