數字化安培力演示儀設計

江紹明，胡仲秋，方 飛，鄭 其，陳 湘

(內江師范學院 物理與電子信息工程學院，四川 內江 641100)

0 引言

安培力作為自然界中一種非常重要的宏觀力，是高中物理的一個重要知識點，高中教材中雖然給出了通過豎直懸掛的導體棒由于受到安培力后擺動的最大角度來計算安培力的大小，但擺動的角度難以精確測量.因此，中學生物理教學中一般很難較為精確的探究安培力L、I、B的關系.為方便、快捷的測定安培力，眾多研究者設計了較多的裝置，對現(xiàn)有儀器進行改進.如丁良峰[1]采用轉換法，利用力矩平衡的原理，結合角度定位圓盤，定量研究了影響安培力各要素之間的關系；黃愛鳳等[2]、黃慶琨等[3]、鄭宇晴等[4]、鄧興龍等[5]將導線框或銅絲置于磁場中，通過電子天平測量其通電前后的質量，根據讀數的變化探究安培力與各要素之間的關系；陳湘等[6]通過定滑輪將置于天平上的重物與磁場中的導體棒相連，測量通電前后重物的質量，利用靜態(tài)平衡法定量分析安培力與L、I、B的關系；戴穎昱等[7]引入了力、電流和磁傳感器，采用數字化實驗的方式，完成了對安培力影響因素的探究，提高了實驗效率.這些實驗裝置都實現(xiàn)了對安培力的定量研究，可幫助學生更好地認識理解，但每次實驗均需手動記錄實驗數據，再錄入電腦處理，進行繪圖分析，課堂效率不高.

針對當前安培力演示儀存在的不足，本文設計一種新型的基于單片機的電子安培力演示儀.該設備……