大学物理演示实验—电磁学.doc

..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。【实验器材】安培力演示仪,如图55-1所示。55-1图图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。【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:?????BFlI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。【实验操作与现象】,并调节其水平位置,使铜棒在马蹄形磁铁的磁场中间。。(电源后面板的红色开关),此时,载流铜棒将在导轨上沿相反专业资料..方向滑动。,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】,因而接通直流电源时间要短,否则电流过大会损坏电源。,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】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。稀硫酸小泡沫铜溶液磁环电源开关换向开关56-1图【实验原理】磁场对运动电荷的作用力称为洛仑兹力。?f?B?αv56-2图??vqB运动,如图56-2的粒子,以速度所示。磁场对该带设在磁场中,一带电量为电粒子作用的洛仑兹力为专业资料..?????(56-1))vfBq(?f的大小为则f?qvBsinα(56-2)??????vvBfB0q??q?0(时,当的方向始终垂直于与和组成的平面,时,)同向;当f?????vBvf?,洛仑兹力不改变带电粒子的速度大小,只改变速度垂直于与()反向。由于f???vBB的平面内作匀速率圆周运动。垂直于的方向;当由于时,带电粒子将在垂直于有2v?(56-3)mqvBR由式(56-3)可得带电粒子圆周运动的回转半径mv?R(56-4)qB【实验操作与现象】,在玻璃皿中加入一定量的稀硫酸铜溶液。,调整投影成象透镜的位置,使硫酸铜液体平面成像在幕上。。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。,再观察液体流动的方向是否也改变了?为什么?,改变磁场方向,液体流动的方向也将改变。【注意事项】,不要太快,以免溅出来,伤着自己。,将外环电极冲洗干净,避免腐蚀实验设备。专业资料..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,均匀绕在内径55mm,长95mm的骨架上。2号线圈,绕在长85mm,内径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,。示教电表1个。连接线若干。EN57-1图【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φd??m57-1)(NεidtN为线圈匝数,)中,式(57-1φ为通过单匝线圈的磁通量,负号是楞次定律的反m映。由此负号在结合回路正方向的规定,可以确定回路中感应电流的方向。θBSφ由φcos?)t),θ(ttB(),S(变化。它们任一量变化,都可能会引起知,其中mm又可以归结为两类:)(tθ)(St和B变化,第一类:磁场()不变,导体或导体回路作切割磁力线运动,即专业资料..φd变化。在这种情况下,出现的感应电动势称为动生电动势。引起mdt??????(57-