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PASCO 物理组合实验系列 基本电流平衡组合实验 陈新雷 编译 上海交通大学物理实验中心 基础电流平衡组合实验 实验目的 研究带电导线在磁场中产生的磁场力的大小、方向与电流的大小、磁场强度、导线长度、 磁场与导线之间夹角等四个因素的关系。 实验原理 r 带电导线在磁场中会产生一个力，通常称为磁场力。此力的大小、方向与电流 的大 ( )I r 小，导线（L ）的长度、磁场 的强度和导线与磁场之间的夹角（θ）等四个因素有关。 ( )B 磁场力的数学表示： r r r F LI B × 矢量形式： m 标量形式：Fm =LIBsin θ 应用 Pasco SF-8607 基础电流平衡仪，可改变电流、导线长度和磁场强度，算出由此得 到的磁场力的大小。而使用 Pasco SF-8608 电流平衡附件，可改变导线与磁场之间的夹角， 从而完整地研究带电导线与磁场间的相互作用。 实验内容： 1． 力与电流关系 （1）将实验仪器按图 1 按装，并选定一线路板。 （2 ）测定线路板无电流通过时，此磁铁组合的 图 1 质量m0 ，并记录。 （3 ）调节电流至0.5A，记录下新的质量m ，二者相减m -m 。即为电流强度为0.5A时的磁 i I 场力。 （4 ）每次增加电流0.5A 直至 5.0A 。并重复（2 ）- （3 ）步骤。 表 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I (A) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 m(g) F (g) 2 ． 力与导线长度之关系 （1） 仪器仍按图（1）按装，先使用编号为最小的线路板，并记录长度L （mm ） （2 ） 先不通电流，测定磁铁组合的质量m 。 （3 ） 调节电流至2.0A ，并测定此时磁铁组合的质量m ，m-m0 即为力F值。 1 （（44 ） 关闭电流，取下电路板，换上新的线路板，并重复（） 关闭电流，取下电路板，换上新的线路板，并重复（11））-- （（33 ）步骤。）步骤。 注：注：共有六块线路板，按编号顺序由小到大依次使用共有六块线路板，按编号顺序由小到大依次使用 表表 22 m （（I=0I=0 ）） g m00 编号 37 38 39 40 41 42 L(mm) M(g) F(g) 3 ． 力与磁场强度的关系 （1）仪器仍按图 1 安装，使用电路最短的一块板。 （2 ）在盒中只放一块磁铁，不通电流，称出磁铁盒的质量，并记下数据m0 。