高中 物理 演示实验 挑战难度 磁场与电磁感应

基于图像法的导线安培力研究

导线 · 安培力 · 图像法

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围绕「磁场与电磁感应」中的重要内容,通过 导线 研究 安培力,得出可复现的结论。

配套虚拟仿真:基于图像法的导线安培力研究(虚拟探究)

围绕「磁场与电磁感应」中的重要内容,通过 导线 研究 安培力,得出可复现的结论。

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实验目的

  • 学会使用弹簧测力计、示波器测量(或观察)导线 的 安培力。
  • 会用图像法研究影响 安培力 的因素,知道如何设置对照与重复实验。
  • 理解并归纳:通电导线在磁场中受到的安培力,大小等于 BIL(B 与 I 垂直时)。

实验原理

通电导线在磁场中受到的安培力,大小等于 BIL(B 与 I 垂直时)。

法拉第电磁感应定律:感应电动势跟磁通量的变化率成正比。

本实验以图像法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 安培力 的变化来归纳规律。

关键公式 / 方程式 F = BIL,E = n ΔΦ / Δt

实验器材

弹簧测力计
示波器
米尺
单摆
游标卡尺
打点计时器

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:弹簧测力计、示波器、米尺、单摆,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 初始状态),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

3

进行实验

按方案操作,改变研究条件,观察并记录 导线 的 安培力 的变化情况。

4

重复测量

每种条件至少重复 3 次,把现象和数据记录到表格中,保证结果可靠。

5

分析归纳

比较不同条件下 安培力 的差异,必要时画出图像,找出其中的规律。

6

得出结论

结合实验原理写出结论,并分析可能影响结果的误差来源。

实验现象

随着研究条件不同,安培力 出现有规律的变化,对照组的现象与实验组不同。

实验结论

结论

通过实验可以归纳出:通电导线在磁场中受到的安培力,大小等于 BIL(B 与 I 垂直时)。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

实验结束要及时断开电源,整理仪器。

激光不要直射眼睛,也不要对着镜面反射到人眼。

精密仪器轻拿轻放,防止碰撞和摔落。

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