演示通電螺線管磁場方法二
【製作方法】
如圖19.6-2所示,該教具主要由螺線管及帶小磁片的指針組成。各部件安裝在一塊20×50釐米2的帶底座的豎立的木板上(圖中未畫出)。
1.螺線管:線圈骨架的圓筒內徑約11毫米,長約80毫米,兩端圓盤邊寬約8毫米,均以硬紙片剪、卷、粘而成,如圖19.6-3所示。若有現成的塑料或其他材料的骨架,尺寸差不多也可以用。以直徑約0.5毫米的漆包線,在骨架上排繞1000匝,並在300匝及600匝處抽頭。鐵心爲直徑約1釐米、長約9釐米的軟鐵棒(普通建築用鋼筋或相應尺寸的鐵螺釘均可)。
2.帶小磁片的指針:小磁片,用長約4釐米的兩段廢鋼鋸條,在條形磁鐵上單向摩擦數次使之磁化做成。指針是一根長約40釐米的竹針,下部約5釐米一段爲6×6毫米2的方形,下端縱向中間開口,夾住兩片小磁片(磁極同向),並用細線紮緊。指針其餘部份,自方形開始削圓,直徑約3毫米逐漸至尖端,以使重心接近小磁片爲好。利用一枚大頭針支持竹針使竹針水平平衡從而找到竹針的重心。用鉗子夾住大頭針在酒精燈上把大頭針燒紅後,在竹針重心偏尖端方向約5毫米處錐眼(要燒、錐幾次後才能錐透)另用一根新的大頭針,穿過竹針上的眼,把大頭針的尖端扎進豎板的適當位置,作爲指針轉動軸。
3.電路:直流電源10-12伏;變阻器50歐、1.5安。演示電錶用1.5安分流器。
4.各部件在豎板上安裝時,應當使接通電路後,螺線管與指針小磁片相對端爲同極性,使小磁片被斥向右,指針尖端向左偏。開關S是用軟線接的鱷魚夾,以方便地與300匝、600匝或1000匝各接線柱接通。
【使用方法】
1.抽出鐵心,接通300匝抽頭,調節滑動變阻器,可以看到隨着電流強度的增大(或減小),指針偏轉角度也增大(或減小)。說明通過螺線管的電流越強,所產生的磁性也越強。
2.改變接通螺線管的匝數,同時每變換一次就調節滑動變阻器,使電流表示數保持一定值(如0.5安),則看到螺線管的匝數越多(或越少),指針偏轉角度也越大(或越小)。說明通電螺線管的匝數越多,其磁性也越強。
3.接通300匝抽頭,電流調至0.2安,指針偏轉角度不大,但插入鐵心,則指針偏轉角度顯著增大。這說明鐵心在通電螺線管中被磁化,使螺線管的磁場大大增強。
【注意事項】
1.指針轉軸眼一定要錐正,不能有上下左右的傾斜,以保證指針在豎直面上轉動。
2.本演示器是根據同性磁極相斥的原理製作的。由於同性磁極斥力隨着距離的增大而減小,所以未通電時,指針下端的小磁片,應儘量靠近螺線管一端,通電後,斥力將磁片推遠,兩者距離增大,斥力隨之減小。當斥力對整個指針產生的力矩與重力回覆力矩達到平衡時,指針呈現“穩定平衡”。反之,若兩者產生的是吸引力,那勢必要求磁片與螺線管相距一段較遠的距離,這時吸力微弱,但一旦磁片被吸動,兩者距離減小,吸力隨之增大,一直到磁片被吸引到距螺線管最近爲止。這樣,通電螺線管的磁性隨電流大小、匝數多少、鐵心有無等因素影響的變化量,將難以表現出來,所以兩者一定要相斥,這個實驗才能成功。
本站提示:本自制教具可輔以“磁場”部分的物理實驗教學。
選自:《初中物理自制教具》
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