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標組成。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。鐵心為直徑約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．帶小磁片的指標：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。指標是一根長約40釐米的竹針，下部約5釐米一段為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。指標其餘部份，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為好。利用一枚大頭針支援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，作為指標轉動軸。

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，螺線管與指標小磁片相對端為同極性，使小磁片被斥向右，指標尖端向左偏。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，可以看到隨著電流強度的增大（或減小），指標偏轉角度也增大（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），指標偏轉角度也越大（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，指標偏轉角度不大，但插入鐵心，則指標偏轉角度顯著增大。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．指標轉軸眼一定要錐正，不能有上下左右的傾斜，以保證指標在豎直面上轉動。

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著距離的增大而減小，所以未通電時，指標下端的小磁片，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。當斥力對整個指標產生的力矩與重力回覆力矩達到平衡時，指標呈現“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為止。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。

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選自：《初中物理自制教具》