自擾磁場(chǎng)與水平地磁場(chǎng)相抵安培定則實(shí)驗(yàn)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器。
【背景技術(shù)】
[0002] 安培定則發(fā)表于19世紀(jì)初，由于地磁場(chǎng)的干擾的問(wèn)題解決不了，一直做不出：用 多枚小磁針直接把安培定則表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)驗(yàn)（簡(jiǎn)稱(chēng)：安則實(shí)驗(yàn)）。
[000引 21世紀(jì)，我相繼發(fā)明了立種解決地磁干擾的問(wèn)題的方法：避開(kāi)地磁場(chǎng)；消除水平 地磁場(chǎng)；讓地磁作用自相抵消。同時(shí)發(fā)明了用此=種方法做安則實(shí)驗(yàn)的=種儀器。
[0004] 地磁干擾的問(wèn)題解決了，從而另一種干擾暴露了出來(lái)。
[0005] 此干擾使直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)中，某些點(diǎn)上的小磁針的N極的指向嚴(yán)重偏離直線(xiàn)電流 在那些小磁針處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向。
[0006] 此干擾來(lái)自?xún)x器本身，稱(chēng)：自擾。此"磁場(chǎng)"來(lái)自?xún)x器的回路中的電流，稱(chēng)：自擾磁 場(chǎng)?；芈分须娏鞯拇艌?chǎng)，稱(chēng)：回流磁場(chǎng)。只有在某些特定點(diǎn)上的回流磁場(chǎng)才充當(dāng)自擾磁場(chǎng)。
[0007] 受自擾最嚴(yán)重的二小磁針?biāo)邳c(diǎn)，稱(chēng)："二重自擾點(diǎn)"。
[0008] 接著，我發(fā)明了一種消除自擾磁場(chǎng)的方法和實(shí)現(xiàn)該方法的：無(wú)自擾消水平地磁安 則器，其發(fā)明專(zhuān)利號(hào)為：ZL201210031130. 2。該安則器包括兩套裝置系統(tǒng)：消除自擾磁場(chǎng)的 裝置；消除水平地磁的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明系為省卻消除自擾磁場(chǎng)和消除水平地磁場(chǎng)的兩套裝置，提供一種自擾磁場(chǎng) 與水平地磁場(chǎng)相抵的方法和用此方法做安則實(shí)驗(yàn)的，自擾磁場(chǎng)與水平地磁場(chǎng)相抵安培定則 實(shí)驗(yàn)器（簡(jiǎn)稱(chēng)：二擾相抵安則器）：
[0010] 其機(jī)制：豎直的直導(dǎo)線(xiàn)與方弓形回路導(dǎo)線(xiàn)端接成的，借助一直立的支架架設(shè)在上 面裝有一電口歡鈕、一調(diào)電流的旋鈕、一帶有安培表的電池箱的底座上的，其兩端分別接所 述電池箱的正、負(fù)極的矩形環(huán)導(dǎo)線(xiàn)所在的平面為印刻于所述底座上的方向準(zhǔn)線(xiàn)的箭頭所直 指，套穿設(shè)于所述直導(dǎo)線(xiàn)中點(diǎn)的水平的觀察器上的，垂直于所述平面的中線(xiàn)與大同屯、圓相 交于二重自擾點(diǎn)；
[0011] 其調(diào)整：將二擾相抵安則器放在一水平臺(tái)面上，將大磁針頂在設(shè)于所述方向準(zhǔn)線(xiàn) 中點(diǎn)的頂針上，在地磁場(chǎng)作用下，所述大磁針的N極轉(zhuǎn)到并停駐在水平地磁的方向上，就W 此停駐在地磁場(chǎng)中的所述大磁針的N極所指的方向?yàn)闇?zhǔn)，在所述水平臺(tái)面上轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)二擾 相抵安則器至所述方向準(zhǔn)線(xiàn)的箭頭與所述大磁針的N極重合，按下所述電口歡鈕打開(kāi)電 n，所述方弓導(dǎo)線(xiàn)中逆時(shí)針?lè)较虻碾娏髟谒龆刈詳_點(diǎn)產(chǎn)生的二自擾磁場(chǎng)的方向都與水 平地磁相反，
[0012] 扭轉(zhuǎn)所述調(diào)電流的旋鈕把所述安培表的示數(shù)調(diào)到，恰使所述方弓形回路導(dǎo)線(xiàn)中的 電流在所述二重自擾點(diǎn)產(chǎn)生的二自擾磁場(chǎng)的強(qiáng)度都與做實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的地磁水平強(qiáng)度的絕對(duì) 值相等，所需的電流強(qiáng)度，此電流強(qiáng)度稱(chēng)：二擾相抵的電流強(qiáng)度；
[0013] 其特征：所述方弓形回路導(dǎo)線(xiàn)中的電流在所述二重自擾點(diǎn)產(chǎn)生的二自擾磁場(chǎng)的強(qiáng) 度都與地磁水平強(qiáng)度的矢量和為零，相互抵消。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。 陽(yáng)015] 圖1中有觀察器的正視圖、俯視圖，左視圖和仰視圖。
[0016] 圖2是小磁針的立體圖。
[0017] 圖3中有部標(biāo)Jl1005大磁針的正視圖和俯視圖。
[0018] 圖4示出在無(wú)任何其他磁場(chǎng)干擾時(shí)，直線(xiàn)電流本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向在空間分布 的景象和規(guī)律。
[0019] 圖5示出：用消水平地磁安則器做安則實(shí)驗(yàn)中暴露出來(lái)的自擾現(xiàn)象。
[0020] 圖6自擾磁場(chǎng)與水平地磁場(chǎng)相抵的方法。
[0021] 圖7示出：在用二擾相抵安則器做安則實(shí)驗(yàn)中，自擾磁場(chǎng)與水平地磁相抵的情況。 [00巧圖8示出：用二擾相抵安則器做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[002引圖9示出：聯(lián)體的二擾相抵安則器的機(jī)制。
[0024] 圖10示出：用聯(lián)體二擾相抵安則器做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0025] 圖11示出：一部省電型的聯(lián)體的二擾相抵安則器做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[00%] 對(duì)照?qǐng)D1.觀察器9是邊長(zhǎng)為12cm的正方形薄板，其中屯、OlO有一小孔。其上面 印刻二相互垂直的中線(xiàn)17、18及二同屯、圓11、12 (半徑為：5cm、2cm)。其下面中央有一彈黃 夾14。
[0027]對(duì)照?qǐng)D2,菱形小磁針15長(zhǎng)2. 8畑1。 陽(yáng)0測(cè)對(duì)照?qǐng)D3,大磁針16長(zhǎng)14cm。
[0029] 圖4示出，在無(wú)任何其他磁場(chǎng)干擾時(shí)，直線(xiàn)電流1的磁場(chǎng)方向在空間分布的情景和 規(guī)律：
[0030] 觀察器9上，二中線(xiàn)17、18與二同屯、圓11、12的八個(gè)交點(diǎn)上的8枚小磁針15的N 極的指向都在支持安培定則的規(guī)定。
[0031] 每個(gè)小磁針的N極的指向都與其所在的二同屯、圓11、12相切而與其所在的二中線(xiàn) 17、18垂直。
[0032] 圖5示出：用消水平地磁安則器做安則實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的自擾現(xiàn)象。
[0033] 在此，首先要明確一點(diǎn)：在用消水平地磁安則器做試驗(yàn)中是沒(méi)有地磁的干擾的。
[0034] 豎直的直導(dǎo)線(xiàn)1與方弓導(dǎo)線(xiàn)2端接成的矩形環(huán)導(dǎo)線(xiàn)在平面28內(nèi)。套穿設(shè)于直導(dǎo) 線(xiàn)1中點(diǎn)OlO的水平的觀察器9的中線(xiàn)17在平面28內(nèi)而中線(xiàn)18與平面28垂直。
[0035] 圖中可見(jiàn)：在平面28內(nèi)的中線(xiàn)17上的四枚小磁針的行為都沒(méi)受干擾。
[0036] 圖中可見(jiàn)：垂直于平面28的中線(xiàn)18上的四枚小磁針的N極的指向都偏離直線(xiàn)電 流1在各小磁針處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向。運(yùn)是因?yàn)椋悍焦位芈穼?dǎo)線(xiàn)2中的電流2在中線(xiàn) 18各點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與直線(xiàn)電流1在中線(xiàn)18各點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直。
[0037] 圖中可見(jiàn)：在中線(xiàn)18與大同屯、圓11的二交點(diǎn)19、22的小磁針的行為受干擾最重， 稱(chēng)"二交點(diǎn)19、22"為"二重自擾點(diǎn)19、22"。 陽(yáng)03引對(duì)照?qǐng)D6,說(shuō)明自擾磁場(chǎng)與水平地磁場(chǎng)相抵的方法（簡(jiǎn)稱(chēng)：二擾相抵的方法）。方 弓導(dǎo)線(xiàn)2與豎直的直導(dǎo)線(xiàn)1端接成的，其兩端通過(guò)變阻器8、安培表42、電口電鍵7接電源 41的矩形環(huán)導(dǎo)線(xiàn)所在的平面28為停駐在水平地磁場(chǎng)中的大磁針16的N極所直指。套穿設(shè) 于直導(dǎo)線(xiàn)1中點(diǎn)的水平的觀察器9上的，垂直于平面28的中線(xiàn)18與大同屯、圓11相交于二 重自擾點(diǎn)B19、D22。
[0039] 二重自擾點(diǎn)B19、D22上的地磁水平強(qiáng)度炒的方向就是停駐在地磁場(chǎng)中的大磁針 16的N極所指的方向。合上電口電鍵7,方弓導(dǎo)線(xiàn)2中逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?在二重自擾點(diǎn) B19、D22產(chǎn)生的二自擾磁場(chǎng)的強(qiáng)度聽(tīng)、B2D的方向都與地磁水平強(qiáng)度BH相反。用變阻器8， 將安培表42的示數(shù)調(diào)到，恰使電流2在二重自擾點(diǎn)B19、D22生產(chǎn)的二自擾磁場(chǎng)的強(qiáng)度BV B2。都與地磁水平強(qiáng)度BH的絕對(duì)值相等，
[0040] 即聽(tīng)| =阿|、郵| =阿|，
[0041] 所需要的電流強(qiáng)度之值。
[0042] 電流2在二重自擾點(diǎn)B19、D22產(chǎn)生的二自擾磁場(chǎng)的強(qiáng)度B2e、B2D都與地磁場(chǎng)水平 強(qiáng)度BH的矢量和為零，
W44] 圖7示出一部二擾相