自制電磁秤測磁感應強度

摘要：高中關于磁感應強度的教學中一直存在不能定量測量的困擾，這給學生理解此概念和應用此概念帶來一定的問題，而就物理的嚴密性來說也是不利的，為了使學生更好的學習物理思想，設計此實驗，介紹了如何制作和應用電磁秤測量磁感應強度。

關鍵詞：電磁秤；磁感應強度

在人教版高中教材3-1中，第三章的第2節為磁感應強度的學習。教師在教學中往往是與電場強度相對比完成教學，但是磁感應強度與電場強度差別較大，沒有實驗的支持和體驗，學生理解起來難度較大。教材上的試驗設計和實驗室里的試驗器材一般以定性測量或者對比實驗為主，但是，這樣的實驗對于概念的形成和知識的理解與運用非常不利。所以我根據多年的體會設計了一款電磁秤，很好的從定量方面完成了實驗，教學中也收到了良好的效果，現與大家分享一下。

實驗設計思想：本實驗的難點是測微小的力，在實驗中我主要采取了兩個辦法，一是增加線圈匝數，從而增加受力的導線長度；二是采用靈敏測量工具，改測力為測質量的變化，我用了稱量貴重金屬的高精度珠寶秤，能精確到0.1g，相當于精確到力的0.0001N，提高了對力的測量的精確度。利用等臂杠桿將對力的測量轉化為測量質量的變化。

實驗器材及裝置。器材：如圖一所示，1、電源2、電流表（2A）3、滑動變阻器（200Ω，2A）4、鐵架臺（帶鐵夾）5、懸桿6、磁鐵（不同的兩組）7、線圈（50匝100匝150匝200匝，每匝7cm）8、砝碼（200g）9、高精度珠寶秤（精度0.1g）10、開關，導線若干。裝置的安裝：將電源、開關、電流表、滑動變阻器、線圈連接成串聯電路；懸桿用細線懸與鐵架臺上成等臂杠桿，線圈與砝碼分別用細線系于懸桿兩端；砝碼放于高精度珠寶秤上，線圈懸于磁場中。

實驗步驟。按圖一將器材安裝，將電源、開關、電流表、滑動變阻器、線圈連接成串聯電路，構成控制電路（與線圈相接的接線采用夾式接頭，便于更換接線位置，變更線圈匝數）。將線圈置于梯形磁鐵中間位置，記錄珠寶秤讀數x1（此為電磁秤初度數）；將導線接線圈的50匝，打開電源，閉合開關，調節滑動變阻器將電流調至0.5A，讀取珠寶秤讀數x2。調節滑動變阻器至1A，1.5A，分別讀取珠寶秤讀數，作為另兩組x2的讀數。

再將導線分別換接到100匝、150匝、200匝，重復上述過程，記錄數據得數據表二。

換用不同的磁鐵，重復以上操作，記錄數據得表三。

注意，通電時間不宜過長，當線圈較熱時，應停止實驗，等溫度降低時再進行測量。

數據處理。利用電子表格中的插入圖表對表二中數據進行處理，得圖二。根據換用磁鐵后的數據表三得圖三。

結論：由表二和圖二可以看出，在誤差范圍內，同一磁場F-IL成正比。由表三和圖三可以看出，在誤差范圍內，同一磁場F-IL成正比。由兩圖對比可以看出對于同一磁場此比值相同，對于不同磁場此值不同。所以可以用來表征磁場的強弱，這就是磁感應強度。

作者簡介：王慶和，性別：男，出生日期：（1974.11），籍貫：山東省淄博市高青縣，學歷：本科，民族：漢族，單位：高青縣第一中學，職稱：中教一級，研究方向：高中物理教學