淺析磁場對通電導線的作用

李星潤

摘 要：我們在學習高中物理的過程中，對磁場和通電導線有一定的認識，并且我們在練習過程中經常會碰到與磁場有關的題，這就要求我們對電磁力比較熟悉，并且能夠對其進行準確的分析。很多電學問題都是建立在磁場對通電導線的作用的基礎上的，因此對這個問題進行探究很分析，在我們學習電學的過程中就有著重要的作用。我主要結合自己在學習過程中積累到的知識和經驗，簡要分析磁場對通電導線的作用，希望同學們能夠進行補充，完善其中的不足。

關鍵詞：磁場；通電導線；作用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.158

在分析磁場對通電導線的作用的過程中，我們首先就要明確通電導線對于磁場也是有一定的作用的。在一般情況下，通電導線能夠使得磁場的方向發生變化，比如，在一塊長方形磁鐵上面圈上一圈導線，就可以發現，在通電的情況下，磁鐵的磁極就會發生改變，或者使得磁鐵失去磁性，需要注意的是，這種現象的發生，要求有足夠大的電流，微弱的電流是不具備這樣的作用的。因此，在探析磁場對通電導線的作用的過程中，就要明確它們之間的相互關系。

1 進行問題分析

在探究磁場對通電導線的作用的過程中，首先就是要針對需要探究的課題中存在的問題進行分析，這樣才能使得課題的探究有一定的依據。我們在學習磁感應強度的過程中就會接觸一個實驗，這是可以對通電導線的受力因素進行定性探究的一組實驗，由這個實驗我們可以得知通電導線的主要受力因素是電流大小及導線通電部分的長度，并且在這個過程中，還可以對通電導線受到的磁力大小進行比較，這種比較是需要建立在導線擺動的角度的基礎上的。一般情況下，這種理論性結論是難以在課堂實驗過程中直接得出結論的，主要是由于導線的擺角幅度較小，在擺動過程中也難以將擺角的位置進行準確的記錄，甚至不能夠將多次的實驗結果同時進行比較，導致在探究磁感應強度的過程中存在一定的阻礙。相對于這個課堂演示實驗來說，磁場對通電導線的作用的實驗并沒有進行較大的完善，它只是對這個實驗得出的結果進行了一定的延伸和擴展。就磁場對通電導線的作用的實驗探究來說，它具有更強的定量性，我們可以由下圖1的實驗裝置進行一定程度的了解和探究：

在這個實驗過程中，我們主要是要測量出安培力的大小，雖然它相對于上一個實驗來說，具有更強的針對性，但是在實際操作過程中也存在一定的阻礙。很多物理實驗的進行都是建立在一定的理論基礎上才能“勉強”完成整個實驗的，在這個實驗過程中，安培力與電流大小的關系并不能得出理論結果，因為導線通電長度的影響是難以直接觀察的，并且我們在實驗過程中使用的是普通的彈簧測力計，而通電導線所受的安培力并不足以使其滿足要求，從而使得通電導線被磁鐵吸引，無法測量出理論數值。

2 解決問題的建議

（1）轉換法。通過我對問題的分析，我們可以知道在探究磁場對通電導線的作用的過程中，難以直接測量安培力的大小，針對這個問題，我們就可以將安培力的測量進行轉換，通過測量電流表的偏轉角得出相關結論。在進行這項測量的過程中，首先要將線圈通過電流，這樣才能使得電流表在安培力的作用下產生指針的偏轉，然后在下結論的時候就可以用指針的偏轉角反映出安培力的大小，因為這個實驗的原理就是電流表的指針偏轉角的大小與安培力成正比。我提到的這個實驗，雖然不能直接測量出安培力的大小，但是在一定程度上還是有較大的作用的，這個實驗不僅能夠簡介反映出安培力的大小，還能夠得出電流方向與安培力方向之間的關系，這是由電流表指針偏轉的方向直接得出的。我們在進行這項實驗的過程中，需要由老師監督管理，因為這個實驗的裝置比較多，并且測量原理復雜，我們需要在完全理解實驗原理之后才能動手操作，因此，在實驗過程中需要通入電流的大小，并且對外接電路進行嚴格的設計，防止損壞實驗器具。

（2）放大法。放大法主要是針對在進行磁場對通電導線的作實驗探究的過程中，安培力顯示較小而設定的一種方法，因此，這種方法就是通過增大安培力來提高測量儀器的精度的。在進行這個實驗的過程中，導體長度和電流大小是有限的，因此就不能通過無限增大這兩種因素實現“放大”，最好的方法就是將蹄形磁鐵用釹鐵硼強磁鐵來代替，這樣就可以使得電磁感應強度有一定的增強，從而使得安培力的大小得以適當增大。我們都知道，電稱的精度相對于其他的稱是更高的，因此為了增大實驗精度，就可以使用電稱。這個實驗的具體實驗示意圖可以個下圖2表示：

這種實驗方法相對來說是比較簡單的，其安培力的大小可以有電子秤的示數直接讀出，并且在探究磁場對通電導線的作用的過程中可以直接得出相關的影響因素，進而提升我們對實驗探究的理解。

3 結語

綜上所述，在探究磁場對通電導線的作用的過程中，是存在一定的問題的，但是這些問題都可以得到較好地解決，我們在實驗的過程中還能夠學習安培力在生活中的應用范圍，對于提升我們的物理學習有較大的作用。

參考文獻：

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[2]陳士元.初中物理實驗：磁場對通電指導線通電的作用改進探討.中國現代教育裝備，2011（18）：66.endprint