安培力的大小方向演示儀

　　一、項目背景
　　
　　物理學(xué)科是一門實驗科學(xué)，演示實驗對學(xué)生解決問題起到關(guān)鍵作用。高中物理教材中關(guān)于安培力的描述較多，但大多是定性描述，而不能定量描述，因此學(xué)生理解困難。筆者一直思考如何將抽象的物理知識在學(xué)生面前形象地表述出來，比如如何使學(xué)生理解力、電流大小、磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線長度之間的關(guān)系等，于是便發(fā)明了一種“安培力的大小方向演示儀”。
　　
　　二、制作過程
　　
　　為了解決變化電流的問題，筆者獨立設(shè)計了可連續(xù)調(diào)節(jié)電壓的新型電源，這個電源不同于學(xué)生實驗室原有的電源，它能夠連續(xù)調(diào)節(jié)直流電壓，能夠穩(wěn)壓輸出，而且能夠過載自動保護(hù)，能夠滿足所需要的電源。為了解決電流大小的顯示，筆者應(yīng)用了數(shù)字電流表和電壓表，磁場的強(qiáng)弱采用改變磁體的方法來解決。安培力的大小采用了特殊指針指示的方法，將微小的力能夠清晰直觀地表示出來。導(dǎo)軌支架采用光滑的導(dǎo)體做成，導(dǎo)體采用空心的薄銅管做成。整個裝置能夠很好地把安培力的大小和哪些量有關(guān)，以及安培力的方向、電流方向以及磁場方向之間的關(guān)系表示出來。
　　
　　三、科學(xué)方法
　　
　　控制變量法、微小形變放大法、組合法。
　　1　由定性分析變成定量計算：
　　2　由抽象變直觀：
　　3　支流可調(diào)實驗電源的改進(jìn)：
　　4　將安培力的大小由刻度盤測量出來。將電流由數(shù)字表顯示出來。
　　
　　評委點評
　　本項目設(shè)計了安培力演示儀，將多條通電導(dǎo)線產(chǎn)生的微小安培力累加，再用力矩平衡法將安培力放大，通過固定在線圈的指針將安培力大小顯示出來。
　　
　　本項目適用于高中物理安培力教學(xué)，將立體模型引入抽象思維，形象直觀。
　　建議：可將本項目的思路、設(shè)計方法教給學(xué)生，變演示實驗為探究實