“平行通電導線之間的相互作用”演示實驗的改進

摘　要：“平行通電導線之間的相互作用”的演示實驗，在一般教材中都有介紹，把兩根豎直長導線平行地懸掛起來，導體中電流方向相同，互相吸引；導體中電流方向相反，互相排斥。按教材所述的實驗裝置去做，現象不明顯。改用“定軸轉動”現象，力矩（M）=力臂（L）×力（F），在動力大小限制時，可以通過盡量減少阻力力矩的大小，同時增大動力力臂使動力力矩增大達到轉動的目的。用粗銅導線等材料制作實驗器材，使通電導線相互作用演示效果明顯。

關鍵詞：演示實驗；平行通電導線；相互作用

高中物理教材中第三章磁場，第四節《通電導線在磁場中受到的力》中“平行通電導線之間的相互作用”的演示實驗，在一般教材中都有介紹，把兩根豎直長導線平行地懸掛起來，導體中電流方向相同，互相吸引；導體中電流方向相反，互相排斥。按教材所述的實驗裝置去做，現象不明顯。在以往的教學中，往往用掛圖來替代演示實驗，為了解決這個問題，通過教學實踐，我將本實驗進行了研究和改進。

一、對原實驗器材的分析

“平行通電導線之間的相互作用”的演示實驗，演示的是兩導線之間的相互作用力，原教材實驗使用導線和彈簧制作的實驗器材。但由于只是一根通電導線，要通過導線和彈簧的形變來展示作用效果，而導線之間的相互作用力不大，導致實驗效果不明顯。或是需要大電流，因一般中學受器材不足條件的限制，使得這個實驗無法演示。

二、改進實驗儀器設計原理

利用“定軸轉動”現象，力矩（M）=力臂（L）×力（F），在動力大小受到限制時，可以通過盡量減少阻力力矩的大小，同時增大動力力臂使動力力矩增大達到轉動的目的，即通過兩導線轉動來展示導線之間的作用效果。

三、實驗設備的制作

1.選材：直徑為3　mm左右粗銅導線若干、廢電池底部金屬片兩塊、支架、導線（兩頭帶夾子）、開關等。

2.用銅導線制作成兩個相同的“■”型導線框，下端將銅導線折成“■”型，使它與下面的金屬片接觸面之間產生的阻力盡量減少，從而減少導線框轉動的阻力矩。中間的直導線長度適當大些，達到三、四十厘米長。同時在導線硬度允許的條件下增長兩水平邊的長度，增加這個邊長可以增加動力臂。在兩個“■”型導線框上部豎直導線分別套上一個比導線直徑略大的銅導線環，并固定在支架上，使它與下端的金屬片圓心大致在一豎直方向上，如圖安裝好，使接觸點導電良好，并使導線框能自由轉動，按下面電路圖連接導線進行實驗。

圖一為演示同向電流相互作用電路示意圖，圖二為演示異向電流相互作用的電路示意圖。

四、實驗效果與心得

因為通過增大動力力臂，有效減少了銅線框的阻力力矩，使實驗在不需要大電流的條件下就能得到明顯的實驗效果。（注：實驗時，利用塑料泡沫制作兩箭頭粘在兩豎直導線上，既可以表示電流的方向，又可以防止實驗中兩裸銅導線靠近時造成短路）改進實驗選材容易、成本低廉、不需要其他輔助儀器，結構簡單、可靠，易制作，使用方便、重復性好；觀察時對象突出，現象清楚，易于得出正確的結論。

（作者單位　江西省九江市武寧縣實驗中學）