必需实用:研究导线中的磁场
实验目的
- 这个实验的总体目标是计算磁体的磁通量密度
- 这是通过测量垂直于磁场的载流导线上的力来实现的
- 这只是如何实施这一实际要求的一个例子
变量
- 独立变量=目前,我
- 因变量=质量,毫克ydF4y2Ba
- 控制变量:
- 导线长度,l
- 磁通量密度,B
- 电源的电位差
设备清单
- 决议测量设备:
- 安培计= 0.01 A
- 可变电阻= 0.01 Ω
- 顶盘平衡= 0.01 g
- 直尺= 1mm
方法
- 如上所示设置设备。确保导线在磁铁之间完全垂直
- 用30厘米的尺子测量一块磁铁的长度。这就是线的长度l在磁场中
- 一旦磁铁被放置在上盘式天平上,并且导线中没有电流,将上盘式天平重置为0克
- 调整可变电阻的电阻,使0.5 a的电流通过电流表上测量的导线
- 导线会受到一个向上的力。根据牛顿第三定律,向下的力将是平衡上的质量。这个移动将是非常小的,所以它可能不完全可见
- 从这个电流记录在顶盘天平上的质量
- 在8-10个电流读数之间(不超过6a)以0.5 A的间隔增加电流,重复上述过程
- 重复实验至少3次,并计算质量读数的平均值
- 一个示例表可能是这样的:
结果分析
- 导线上的磁力为:
F=基本脉冲电平
- 地点:
- F=磁力(N)
- B=磁通密度(T)
- 我=电流(A)
- l=导线长度(m)
- 自F=毫克在哪里毫克ydF4y2Ba以千克为单位的质量是:
mg = BIL
- 重新安排的毫克ydF4y2Ba:
- 将其与直线方程y = mx + c进行比较
- y =毫克ydF4y2Ba(质量)
- x =我
- m = BL / g
- C = 0
- 绘制图毫克ydF4y2Ba反对我画一条最合适的线
- 计算梯度
- 磁通量密度B是:
实验评估
系统误差:
- 确保顶盘平衡从0开始,以避免零误差
随机误差:
- 将金属摇篮中的磁铁和导线旋转90º,重复实验
- 确保没有大电流(高达6a)通过铜线,否则铜线的电阻会增加,影响实验
安全注意事项
- 保持水或任何液体远离电气设备
- 确保没有电线或连接损坏,并包含适当的保险丝,以避免短路或火灾
- 穿过电线的大电流会使电线发热
- 当电流流过电线时,一定不要碰到它
工作的例子
一名学生正在研究电流与载流导线上磁力产生的质量之间的关系。他们得到了以下结果:导线在磁场中的平均长度为0.05 m。根据表格计算磁体的磁通量密度。
第一步:完成表格
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- 增加一列“平均质量m /”×103公斤计算每个质量
第二步:绘制平均质量图毫克ydF4y2Ba针对当前我
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- 确保坐标轴被正确标记,并用尺子画出最合适的线
步骤3:计算图形的梯度
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- 梯度的计算方法为:
步骤4:计算磁通量密度,B