自制电磁秤测磁感应强度

摘要：高中关于磁感应强度的教学中一直存在不能定量测量的困扰，这给学生理解此概念和应用此概念带来一定的问题，而就物理的严密性来说也是不利的，为了使学生更好的学习物理思想，设计此实验，介绍了如何制作和应用电磁秤测量磁感应强度。

关键词：电磁秤；磁感应强度

在人教版高中教材3-1中，第三章的第2节为磁感应强度的学习。教师在教学中往往是与电场强度相对比完成教学，但是磁感应强度与电场强度差别较大，没有实验的支持和体验，学生理解起来难度较大。教材上的试验设计和实验室里的试验器材一般以定性测量或者对比实验为主，但是，这样的实验对于概念的形成和知识的理解与运用非常不利。所以我根据多年的体会设计了一款电磁秤，很好的从定量方面完成了实验，教学中也收到了良好的效果，现与大家分享一下。

实验设计思想：本实验的难点是测微小的力，在实验中我主要采取了两个办法，一是增加线圈匝数，从而增加受力的导线长度；二是采用灵敏测量工具，改测力为测质量的变化，我用了称量贵重金属的高精度珠宝秤，能精确到0.1g，相当于精确到力的0.0001N，提高了对力的测量的精确度。利用等臂杠杆将对力的测量转化为测量质量的变化。

实验器材及装置。器材：如图一所示，1、电源2、电流表（2A）3、滑动变阻器（200Ω，2A）4、铁架台（带铁夹）5、悬杆6、磁铁（不同的两组）7、线圈（50匝100匝150匝200匝，每匝7cm）8、砝码（200g）9、高精度珠宝秤（精度0.1g）10、开关，导线若干。装置的安装：将电源、开关、电流表、滑动变阻器、线圈连接成串联电路；悬杆用细线悬与铁架台上成等臂杠杆，线圈与砝码分别用细线系于悬杆两端；砝码放于高精度珠宝秤上，圈悬于磁场中。

实验步骤。按图一将器材安装，将电源、开关、电流表、滑动变阻器、线圈连接成串联电路，构成控制电路（与线圈相接的接线采用夹式接头，便于更换接线位置，变更线圈匝数）。将线圈置于梯形磁铁中间位置，记录珠宝秤读数x1（此为电磁秤初度数）；将导线接线圈的50匝，打开电源，闭合开关，调节滑动变阻器将电流调至0.5A，读取珠宝秤读数x2。调节滑动变阻器至1A，1.5A，分别读取珠宝秤读数，作为另两组x2的读数。

再将导线分别换接到100匝、150匝、200匝，重复上述过程，记录数据得数据表二。

换用不同的磁铁，重复以上操作，记录数据得表三。

注意，通电时间不宜过长，当线圈较热时，应停止实验，等温度降低时再进行测量。

数据处理。利用电子表格中的插入图表对表二中数据进行处理，得图二。根据换用磁铁后的数据表三得图三。

结论：由表二和图二可以看出，在误差范围内，同一磁场F-IL成正比。由表三和图三可以看出，在误差范围内，同一磁场F-IL成正比。由两图对比可以看出对于同一磁场此比值相同，对于不同磁场此值不同。所以可以用来表征磁场的强弱，这就是磁感应强度。

作者简介：王庆和，性别：男，出生日期：（1974.11），籍贯：山东省淄博市高青县，学历：本科，民族：汉族，单位：高青县第一中学，职称：中教一级，研究方向：高中物理教学