大学物理演示实验—电磁学.doc

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1、..实验五十五安培力【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向与磁场和电流的向三者之间的关系，即验证左手定则。【实验器材】安培力演示仪，如图55-1所示。图55-1图55-1中，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。【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，安培力的大小与向由下式表示：w..可见，力

2、、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向。即：伸直右手，使大拇指与其余四指相垂直，磁场穿过手心，让四指指向导体电电流的向，则大拇指的向就是磁场对电流作用力的向，即导体所受的安培力的向。【实验操作与现象】1．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。2．接通电源并观察载流直导体铜棒在导轨上滑动的向。3．改变电流流通的向（电源后面板的红色开关），此时，载流铜棒将在导轨上沿相反向滑动。4．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。【注意事项】1．电路

3、中电阻非常小，因而接通直流电源时间要短，否则电流过大会损坏电源。2．导轨要保持清洁，以便载流铜棒在导轨上无阻力的移动。实验五十六洛仑兹力【实验目的】演示洛仑兹力的存在，加深对洛仑兹力的理解。【实验器材】w..磁环稀硫酸铜溶液小泡沫电源开关换向开关直流电源、投影仪、洛仑兹力投影实验器材、和自制小块泡沫，如图56-1所示。其中电源输入电压为交流220V，输出直流为30W；洛仑兹力投影实验器材由磁缸、玻璃皿支架、中心电极和外环铜片电极组成。磁环磁场强度为800高斯。图56-1【实验原理】图56-2磁场对运动电荷的作用力称为洛仑兹力。设在磁场中，一带电量为的粒子，以速

4、度运动，如图56-2所示。磁场对该带电粒子作用的洛仑兹力为（56-1）则的大小为w..（56-2）的向始终垂直于和组成的平面，当时，与（）同向；当时，与（）反向。由于垂直于，洛仑兹力不改变带电粒子的速度大小，只改变速度的向；当由于垂直于时，带电粒子将在垂直于的平面作匀速率圆运动。有（56-3）由式（56-3）可得带电粒子圆运动的回转半径（56-4）【实验操作与现象】1．将洛仑兹力投影实验装置放在投影仪上，在玻璃皿中加入一定量的稀硫酸铜溶液。2．打开投影仪电源开关，调整投影成象透镜的位置，使硫酸铜液体平面成像在幕上。3．用连接线将直流电源与洛仑兹力投影实验装置准

5、确无误接好。打开直流电源开关，可以看到液体开始以圆心为轴旋转，此时，在液面上放一小块泡沫，观察到液体流动推动泡沫块环向运动，这种现象说明运动电荷在磁场中受到力的作用，这种力称为洛仑兹力。4．使用直流电源换向开关可改变电流向，再观察液体流动的向是否也改变了？为什么？5．如有可能，改变磁场向，液体流动的向也将改变。【注意事项】1．加入稀硫酸铜溶液要小心，不要太快，以免溅出来，伤着自己。2．实验完毕后，将外环电极冲洗干净，避免腐蚀实验设备。w..实验五十七电磁感应现象【实验目的】演示几种最基本的电磁感应现象，理解和掌握电磁感应定律。【实验器材】1号线圈，均匀绕在径5

6、5mm，长95mm的骨架上。2号线圈，绕在长85mm，径20mm的骨架上。条形磁铁，为铝铁炭材料，长170mm，宽20mm，厚10mm，磁场强度800~1000GS。软铁棒是Φ13mm×130mm低炭钢材料。24V直流电源自配，最大电流为1.5A。示教电表1个。连接线若干。NEw..图57-1【实验原理】由于通过线圈回路的磁通量随时间变化而在回路中出现电动势的现象称为电磁感应现象。若回路闭合，则会有电流，线圈回路中出现的电流称为感应电流。法拉第电磁感应定律（57-1）式（57-1）中，为线圈匝数，为通过单匝线圈的磁通量，负号是楞次定律的反映。由此负号在结合回路

7、正向的规定，可以确定回路中感应电流的向。由知，其中任一量变化，都可能会引起变化。它们又可以归结为两类：w..第一类：磁场（）不变，导体或导体回路作切割磁力线运动，即变化，引起变化。在这种情况下，出现的感应电动势称为动生电动势。（57-2）第二类：导体或导体回路不动，磁场（）随时间变化，即变化，引起变化，在这种情况下，出现的感应电动势称为感生电动势。（57-3）【实验操作与现象】1．按照图57-1所示，正确连线。2．将1号线圈接入示教电表的“M”接线端子上，将条形磁铁插入线圈后，示教电表即可向一个向发生偏转。如将条形磁铁反向插入，则表头向相反向偏转。多次重复，注

8、意观察示教电表指针偏转向。3．把电源正