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实验指导

1．演示实验

（1）磁感线谱
图3-5所示的自制教具能显示三维空间中的磁感线谱．4～6块透明有机玻璃板卡在底座A、B间，每块板上装有约50个软铁制成的磁针形小片，用铝钉做每个小片的转动轴．在各板的交界线YY＇中段开槽，放入一个棒形磁体C．轻敲各板使小片转动，就显示出磁感线谱．仿照此法也可显示蹄形永磁体的磁感线谱．

（2）电流的磁场
课本图3-5甲、3-6甲、3-7都有成品仪器．因为教学用铅酸蓄电池（容量15安时的）瞬时放电不宜超过3安，J1201型低压电源不得超过6安，如果上述仪器上通电导体是由电阻很小的单根粗铜线构成的，通电时电压宜取2～4伏，还应串联几欧的变阻器保护，只能通电几秒钟．若有低压大电流（如20安）直流电源设备，则可直接使用，实验时将电流由零逐渐上调，到能显出效果即可．
（3）安培假说
可以用“磁分子模型”来说明．透明塑料盒中有许多小磁针，先使它们指向混乱，如图3-6所示．用它的任何一端靠近演示用大磁针的任何一极，都能吸引后者，表明它整体对外不显磁性．然后用条形磁铁的一个极沿着它的上表面移动，由一端开始，扫过另一端，则小磁针都变成相同的指向，例如N极都指向A端．再用A端靠近演示磁针的N极，后者将被排斥，表明整体对外显磁性了．
（4）安培力的大小和哪些因素有关
可用图3-7所示的自制教具演示．轻质绝缘板条A上装有挂钩，悬挂弯成形的铝线，A通过吊架C、丝线D悬于轮轴E下，E又被软弹簧J拉住，K为C的导向套．T是电磁铁M的磁极，右下方为其侧视图．铝线L的水平段长约15厘米，处在两磁极间匀强磁场中．通过软导线H给L中通入电流I，则L受磁场力F向下运动，由指针G显示F的大小．改变I值、改变电磁铁的激磁电流I0从而改变磁感应强度B．换用水平长度较短的铝线L（挂在内侧两钩下），将电磁铁水平转一个角度使磁感线不垂直于L的水平部分，都可看到磁场力F的大小改变．

2．小实验

（1）用自制的指南针来验证环形电流的磁场方向的小实验，线圈直径应尽量小，匝数宜多些，可用直径0.2毫米漆包线绕40匝，线圈平面应与地磁子午面重合，磁针应位于线圈圆心处．通电时磁针最终静止于地磁场的水平分量Be和电流磁场BI的合矢量B的方向上，如图3-8所示．增大通过线圈的电流I，磁针的偏角φ增大，可定性地说明I越大，它在空间产生的BI越大．

（2）认识几种典型的磁性材料
取一段废锯条（高碳工具钢制成）、一条变压器中的硅钢片、一枚铁钉（低碳钢制成，俗名熟铁、软铁）、一根收音机用的磁性天线棒（锰锌铁氧体或镍锌铁氧体制成），试试它们能否被磁化、剩余磁性的强弱（反映矫顽力的大小）和去磁的方法．先用条形磁铁的一个极靠近被试物A上端，如图3-9甲所示，让A的下端接近铁屑，如铁屑被吸引，表示A被磁化．再移走条形磁铁，看A下端还能否吸住铁屑以及吸住铁屑的多少，以表明剩余磁性的强弱，据此区别硬磁材料和软磁材料．然后把有剩余磁性的锯条、铁钉、硅钢片在酒精灯或煤气火焰中烧红后在空气中冷却，检验一下它们是否彻底去碰了．这种去磁法要损伤物体，较好的方法是用由强逐渐减弱的交变磁场去磁．先按图3-9乙所示用强磁铁的一个极沿锯条A的侧面由一端向另端多次重复定向运动，使A较好地磁化．然后把锯条放入线圈L中，如图3-10所示，在给线圈通入适当强度的交流时，把A由一端逐渐拉出移到远处，然后断电，A就退磁了．这是因为逐渐减弱的交变磁场使A内部各个磁畴的取向变成紊乱的了．给录音机的录放磁头消磁的方法和抹音磁头给磁带抹音都是这种原理．做图3-10实验时L可用J2409型演示原副线圈的副线圈接到学生电源的8～10V交流输出端．

直流电磁继电器的铁芯用“电工纯铁”（纯度99.9％）制成，是一种常用的软磁材料，动圈式扬声器的环形磁体用钡铁氧体或钴镍合金钢制成，是常用硬磁材料，如能找到也观察一下