1、高中選修物理（下）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊7歐姆定律與惠司同電橋一實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .練習(xí)電路的連接，并熟悉安培計(jì)、伏特計(jì)、可變電阻及電源供應(yīng)器的使用方法。2 .利用“安培計(jì)-伏特計(jì)法”，測量待測金屬的電阻，并驗(yàn)證歐姆定律。3 .利用“惠司同電橋”測量電阻。實(shí)驗(yàn)原理、歐姆定律德國科學(xué)家歐姆（Georg Simon Ohm 17871854）于1826年實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在溫度一定的情況下，金屬兩端的電位差（V）與通過的電流（I）成正比，后人稱此關(guān)系為歐姆定律。而V與I之比例常數(shù)稱為金屬導(dǎo)體的電阻（R），歐姆定律的數(shù)學(xué)式可表示為R= 1 =定值根據(jù)歐姆定律，改變金屬導(dǎo)體兩端的電壓，并測量其電流，將所得的數(shù)據(jù)作圖，可得一條

2、通過 原點(diǎn)的直線，如圖7-1。圖7-1線性導(dǎo)體的I -V圖我們利用伏特計(jì)測量電位差（V），利用安培計(jì)測量電流（I）。伏特計(jì)須與待測電路并聯(lián)，安培計(jì)須與待測電路串聯(lián)。而在測量電阻時(shí)，可以利用伏特計(jì)與安培計(jì)同時(shí)測量流經(jīng)電阻之電位差與電流，其電路的接法有以下兩種，分別適用于高電阻和低電阻的測量。（1）高電阻法（如圖7-2）安培計(jì)量得的電流I為實(shí)際流經(jīng)電阻 R的電流，伏特計(jì)量得的電位差V為電阻R與安培計(jì)內(nèi)電阻rA的電位差之和，即V=IR+ 卜 a所以經(jīng)測量所t算的電阻 R' V =R+a ,表示量得的電阻值R'為待測電阻R與rA用聯(lián)之后的等效電阻。但若R9 rA ,貝R' K+

3、rA之R,表示所測量之電阻值R'可代表待測電阻R之值，此種接法適用于待測電阻遠(yuǎn)大于安培計(jì)的電阻時(shí)（學(xué)校實(shí)驗(yàn)室安培計(jì)的電阻2約為10- Q）owa（T）/ RL_J圖7-2測量高電阻的電路圖低電阻法（如圖7-3）伏特計(jì)量得的電位差 V為電阻兩端的電位差；但安培計(jì)量得的電流I ,為包含流經(jīng)電阻的電流Ir與流經(jīng)伏特計(jì)之電流Iv的總和，即.V vI = IR+IV=R+E V1 R 所以經(jīng)測量所才t算的電阻 R' V =1一1 = -p ,表示量得的電阻值R'為待測電阻R與 IllRe+-1 + 一R rvrvrv并聯(lián)之后的等效電阻。但若 rv 9 R , MR' R

4、,表示所測量之電阻值R'可代表待測電阻R之值，此種接法適用于待測電阻遠(yuǎn)小于伏特計(jì)電阻時(shí)（學(xué)校實(shí)驗(yàn)室伏特計(jì)的電阻約為_ 5 、10- 5Q）0圖7-3測量低電阻的電路圖、惠司同電橋 本實(shí)驗(yàn)利用惠司同電橋的比較方法，用以測定電阻，如圖7-4 ，檢流件為測量電路中是否有 電流通過R為待測電阻Ri R2為已知電阻R3為可變電阻。調(diào)整R3的電阻值使檢流計(jì)中沒有電流通過，此時(shí)B D的電位相同，則Vab = VadIiRi = l2RVbc = VdcIdR= I3R3兩式相除IiRiI2R2|4R = I3R3又 li = I4 I,2= I3 ,所以RiR3R= R2由上式可知，若Ri R3 R

5、2已知，則R便可求得。0圖7-4惠司同電橋電路圖實(shí)驗(yàn)線路圖如圖7-5M P N為一均勻金屬線，金屬的電阻與其長度成正比。因此，電阻R2、R3之比為金屬線長度 MP與PN之比。A為固定點(diǎn)，檢流計(jì)（G之另一點(diǎn)P可在MN金屬, R1R3PN在線滑動(dòng)，若找到某一點(diǎn)使檢流計(jì)讀數(shù)為0,則R=RR3 =r MP 。圖7-5惠司同電橋之接線圖三實(shí)驗(yàn)器材惠司同電橋1具/組檢流計(jì)（或微安培計(jì)） 1具 /組安培計(jì)（05 A） 1具/組伏特計(jì)（030V） 1具 /組可變電阻箱（11000Q） 1具 /組 電池（1.5 V）或直流電源供應(yīng)器 數(shù)個(gè)（1具） /組 連接的導(dǎo)線 數(shù)條 /組®開關(guān)1具/組待測電阻箱（

6、規(guī)格如下表） 1具 /組圖7-6待測電阻箱電阻代號ABCDE材料鍥銘銅銅銅銅直徑（mm）0.140.140.280.140.28長度（m）1020201010電阻率（Q? m）1.50 M 61.72 10-8四實(shí)驗(yàn)步驟一、歐姆定律1 .高電阻法（1）將電池、安培計(jì)、伏特計(jì)、可變電阻及待測電阻箱選擇電阻A）連接如圖7-7 ,測量電流;I）與電壓（V）。高中選修物理(下)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊9圖7-7高電阻法的接線圖(2)調(diào)整可變電阻值，以改變電阻箱兩端的電壓大小，重復(fù)步驟(1)。(3)依所得的數(shù)據(jù)記錄,作I-V圖,以驗(yàn)證歐姆定律,并計(jì)算電阻值。2 .低電阻法(1)將電池、安培計(jì)、伏特計(jì)、可變電阻及待測

7、電阻箱(選擇電阻B)連接如圖7-8 ,測量電流(I)與電壓(V)。圖7-8低電阻法的接線圖(2)調(diào)整可變電阻值，以改變電阻箱兩端的電壓大小，重復(fù)步驟(1)(3)依所得的數(shù)據(jù)記錄，作I-V圖，以驗(yàn)證歐姆定律，并計(jì)算電阻值。(4)分別重新選擇待測電阻箱中的電阻C D E ,重復(fù)步麴)(3)。二、惠司同電橋選擇待測電阻1 .將滑線、惠司同電橋線路連接好(Ri為可變電阻箱，R為待測電阻箱),如圖-9Ao圖7-9惠司同電橋接線圖2 .將檢流計(jì)的接點(diǎn)P置于滑線中央，并接上電池開關(guān)。3 .調(diào)整可變電阻箱的電阻，使檢流計(jì)的指針盡量接近零點(diǎn)。再移動(dòng)檢流計(jì)的接點(diǎn)的讀數(shù)正對零點(diǎn)。一 PN 4 .記錄Ri的電阻大小與

8、MP PN的長度，利我=RiMp ,計(jì)算待測電阻的大小。5 .選擇不同的待測電阻B CD E ,重復(fù)步麴.4.。6 .計(jì)算待測電阻A BCD E的電阻率。歐姆定律與惠司同電橋記錄高中選修物理（下）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊13姓名：組別：一實(shí)驗(yàn)記錄一、歐姆定律1 .高電阻法電阻 A®電阻材料名稱：電阻率：長度：直徑：電阻編號實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電阻 A電壓（V）電流（A）電阻（Q）電阻A平均值與誤差= ±Q作I-V圖2 .低電阻法（1）電阻 B®電阻材料名稱：電阻率：長度：直徑：電阻編號實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電阻 B電壓（V）電流（A）電阻（Q）電阻B平均值與誤差= ±Q作

9、I-V圖電阻 C®電阻材料名稱：電阻率：長度：直徑：電阻編號實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電阻 C電壓（V）電流（A）電阻（Q）電阻C平均值與誤差= ±Q作I-V圖電阻 D®電阻材料名稱：電阻率：長度：直徑：電阻編號實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電阻 D電壓（V）電流（A）電阻（Q）電阻D平均值與誤差= ±Q作I-V圖電阻 E®電阻材料名稱：電阻率：長度：直徑：電阻編號實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電阻 E電壓（V）電流（A）電阻（Q）電阻E平均值與誤差= ±Q作I-V圖高中選修物理（下）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊17J >、惠司同電橋1 .數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算待測電阻R的大小待測電

10、阻編號可交電阻箱的電阻Ri (Q)MP(cm)PN(cm)PN待測電阻R= Ri而(Q)ABCDE2 .計(jì)算待測電阻的電阻率待測電阻編號長度L(m)半徑r(mm)電阻大小R ( Q)電阻率 p ( Q? m)ABCDE參考公式：R=小 p=心問題與討論1 .要將待測電阻箱中的兩個(gè)電阻串聯(lián)或并聯(lián)，應(yīng)如何接線?答：每個(gè)待測電阻都有左、右兩孔，若要測量兩個(gè)電阻的串聯(lián)或并聯(lián)，可用以下的方式聯(lián)接。巳和電或聊2 .歐姆定律實(shí)驗(yàn)中，以I為縱坐標(biāo)V為橫坐目標(biāo)I-V曲線關(guān)系為何？曲線的斜率有何意義？是一條通過原點(diǎn)的斜直線。以 I為縱坐標(biāo)、V為橫坐標(biāo)，則直線顯示I和V有正比的關(guān)系。且直線上的斜率代表電阻的倒數(shù)3

11、.測量待測電阻箱的五個(gè)電阻中，材料相同時(shí)，電阻的大小和材料的長度、直徑有什么關(guān)系？答：實(shí)驗(yàn)結(jié)果為電阻的大小和材料的長度成正比，與直徑的平方（截面積）成反比。4 .利用惠司同電橋測量電阻，是否需考慮檢流計(jì)的內(nèi)電阻？答：不需要，因?yàn)榛菟就姌驕y量電阻的工作原理是調(diào)整可變電阻，使檢流計(jì)的讀數(shù)為零，亦即并沒有電流通過檢流計(jì)，所以不需要考慮其內(nèi)電阻5 .在接好線路、接通開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)不論檢流計(jì)的接點(diǎn)P移至滑線的任一位置，檢流計(jì)讀數(shù)均為 零，其可能原因?yàn)楹危看穑嚎赡艿脑蛴性S多，如：(1)接點(diǎn)P與滑線接觸不良，形成斷路，此時(shí)可用砂紙或刀片將接頭 處的氧化層磨除。(2)其他接點(diǎn)的接觸不良或接錯(cuò)，形成斷路。(3

12、)此外也有可能電池沒電了 或(4)檢流計(jì)壞了。三實(shí)驗(yàn)心得四實(shí)驗(yàn)評量(C) 1.如右圖的電路中,檢流住的指示為零,則下列敘述何者有誤?(A)C D兩點(diǎn)的電位相同(B)AC間的電位差=AD間的電位差(C)AC間的電位差=CB間的電位差(D)CB間的電位差=DB間的電位差(E)流入A點(diǎn)的電流=自B點(diǎn)流出的電流。C«(C)2.在“惠司同電橋”實(shí)驗(yàn)中，檢流計(jì)一端經(jīng)由接線接到一條均勻金屬在線，接觸點(diǎn)可在金屬在線滑動(dòng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須移動(dòng)接觸點(diǎn)到適當(dāng)位置，其目的是高中選修物理(下)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊19(A)測量檢流計(jì)之最大偏轉(zhuǎn)電流值(B)測量通過電池之最小電流值(C)測量接觸點(diǎn)兩邊金屬線之長度及對應(yīng)之電阻值

13、(D)測量此均勻金屬線之總電阻值(E)保護(hù)系統(tǒng)使儀器不會超載。(C) 3.右圖所示之電路中，已知檢流計(jì)©沒有電流通過，則下列哪個(gè)改變?nèi)匀豢梢跃S持檢流計(jì)中沒有電流通過？(A)只減少Ri的值(B)只減少電的值(C)只增加R3的值(D)只增加R4的值(E)只減少R5的值。(B) 4.如右圖的電路中，檢流計(jì)的指示為零，則(A) Ri = R2R3=R4(B) ii (R1 + R3) = i2 (R2+R4)(C) Ri： R4=R2： R3(D) ii: i2=Ri: R2= R3： R4(E) ii： i2= (R1 + R3)： (R2+R4)。(E) 5.如右圖中電阻線 Ri=10歐

14、姆R2=20歐姆R3 = 30歐姆R4 = 30歐姆，電池中電動(dòng)勢e=6伏特，不具內(nèi)電阻。下列敘述中，正確的是 (A)由電池流出的電流i = 0.2安培 (B)流入Ri之電流為0.1安培 (C)AC間之電位差為3伏特(D)AD間之電位差為2伏特(E)要使C和D兩點(diǎn)的電位相等，應(yīng)將R4改為60歐姆的電阻。電流的磁效應(yīng)及電流天平實(shí)驗(yàn)?zāi)康母咧羞x修物理（下）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊331.2.二1.2.了解通過螺線管之電流大小與管內(nèi)所產(chǎn)生磁場量值的關(guān)系了解通過導(dǎo)線之電流大小與導(dǎo)線在磁場中受力量值的關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理電流I、長度L的載流直導(dǎo)線置于磁場 B中，若導(dǎo)線方向（即電流方向）與磁場方向垂直，則受力量值為F = IL

15、B（8.1）本實(shí)驗(yàn)利用如圖8-1的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）長方形電路絕緣板即電流天平,沿長方形半邊邊緣有 U形金屬電路,中間兩根細(xì)金屬短棒連接U形電路兩端,除作為電流天平支撐桿外,并為U形電路電流的出入端。中間（或一端）有調(diào)節(jié)螺絲 n ,可藉以在實(shí)驗(yàn)前微調(diào)電流天平成水平。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)將電流天平 U形電路的一端伸入螺線管內(nèi),使末端約位于螺線管內(nèi)的中央位置。電流天平與螺線管各自連接一直流電源,螺線管通電流 I2則產(chǎn)生磁場B ,電流天平通電流I1，貝射 形電路垂直磁場方向的直導(dǎo)線（長度 L）受到磁力FF = ILB圖8-1電流天平與螺線管之裝置圖（3）調(diào)整電流方向（Ii或I2皆可）使U形電路受到磁力向下傾

16、斜，在電流天平另一端加重F = mg物m使其恢復(fù)水平平衡,因電流天平為等臂,故BmgBI1L故可測得管內(nèi)磁場量值為3.實(shí)驗(yàn)中所需測定的關(guān)系有兩部分（1）固定流過直導(dǎo)線的電流Ii （約2 A ,可依實(shí)驗(yàn)室狀況適度重設(shè)大小）,置一小重物m ,改 變螺線管電流I2，使電流天平呈水平,可求出螺線管磁場B與通過螺線管電流大小的 關(guān)系（B-I2圖）。（2）固定螺線管電流I2，即固定螺線管磁場B ,置一小重物m ,改變流過直導(dǎo)線的電流Ii ,使 電流天平呈水平，可求出通過直導(dǎo)線電流與所受磁力量值的關(guān)系（m-Ii圖）。三實(shí)驗(yàn)器材® 電流天平 1具/組空心螺線管 1具/組直流電源供應(yīng)器（具安培計(jì)功能）

17、 2具/組安培計(jì) 2具/組 滑動(dòng)式可變電阻（約 20 ?,最大容許電流5 A以上） 2個(gè)/組© 天平（靈敏至 0.01 g ,共享）1 座 導(dǎo)線（附接頭） 8條/組© 公制尺（15 cm 或游標(biāo)尺） 1 把 /組 方格紙（作重物用） 若干/組 剪刀（或美工刀，裁切方格紙用） 1把 /組四實(shí)驗(yàn)步驟1 .測量U形電路短邊直導(dǎo)線的長度L ,如圖8-2圖8-22 .裁切方格紙10格X10格（即10 cmM0 cm ,亦可5 cmX5 cm）的大小數(shù)張，以天平測量總質(zhì)量，可求得每一小格的質(zhì)量，作為電流天平的整碼，如曲-3。一 ，T 一 圖8-33 .將電流天平U形電路的一部分插入螺線

18、管內(nèi)，并調(diào)整螺絲n ,使電流天平成水平平衡，如圖8-4。圖8-44 .如圖8-5所示之電路圖，將安培計(jì)、可變電阻接上電流天平與螺線管（電阻接上前先調(diào)至最大）DC-o D.C.-O圖8-5電流天平與螺線管之電路圖5.接上直流電源，調(diào)整可變電阻，使流經(jīng)電流天平的電流Ii固定為2 A （可依實(shí)驗(yàn)室狀況適度重設(shè)大小，調(diào)整過程中應(yīng)注意不可使電流超過儀器容許量）6.如圖8-1,置一小重物m （1小格方格紙，視需要調(diào)整數(shù)量或切割成更小格）于螺線管外電流天平的另一端。7.調(diào)節(jié)螺線管之電流I2 ，使電流天平成水平平衡，并記錄重物m及電流12。8.改變小重物5次，重復(fù)步蟋.7.,記錄m與I2 ,作其關(guān)系圖。9.依

19、式（8.4）求出每次的磁場 B ,作與I2之關(guān)系圖。10.如步驟3.4.,接上電流，調(diào)整可變電阻，使螺線管之電流固定為2 A （可依實(shí)驗(yàn)室狀況適度重設(shè)大小）。11.如步驟6.,調(diào)整電流天平之電流Ii ，使電流天平成水平平衡，并記錄重物m及電流Ii.12.改變小重物5次，重復(fù)步驟10. 11.,記錄m與I1 ，并作其關(guān)系圖。實(shí)驗(yàn)8電流的磁效應(yīng)及電流天平記錄姓名：組別：實(shí)驗(yàn)記錄電流天平導(dǎo)線垂直磁場部分的長度L =m.1.固定電流天平的電流IiIi =AI2 (A)m (kg)mgNB=IiL(A. m)2. m-l2關(guān)系圖in (kg)3. B-I2關(guān)系圖4.固定螺線管的電流I2I2=Am (kg

20、)Ii (A)mgNB=IiL(A. m)5. m-Ii關(guān)系圖二問題與討論1 .在步驟7.中,若調(diào)節(jié)電流I2時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流天平愈來愈傾斜,應(yīng)如何處置？之方向亦可）答：（1）若是bc段向上傾斜，則表示電流I2方向不對，應(yīng)改變I2之方向（或I1,并減少I2之強(qiáng)度。（2）若是bc段向下傾斜，則表示電流I2方向正確，故只減少I2之強(qiáng)度即可。2 .如何由步驟8.之關(guān)系圖及式（8.4）推知載流導(dǎo)線之磁場量值與其電流之關(guān)系?答：（1）由步驟7可知，當(dāng)Ii固定時(shí)m 8I2。,，、mg（2）由式（8.4） B=U，若1固定時(shí)m xB。11L由（1）（2）得B J I2 ,即磁場量值與電流大小成正比。3.本實(shí)驗(yàn)可否

21、用來測定磁導(dǎo)率 ？（假設(shè)真空中的磁導(dǎo)率與在空氣中相等）答：可；其主要步驟有二：高中選修物理(下)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊37(1) 測量 I1、 I2 及m。(2)將Ii、I2及m值代入式 mg=闿n Ii I2L,即可得啰。實(shí)驗(yàn)心得實(shí)驗(yàn)評量(E) 1.某君做“電流天平”實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有一安培計(jì)可用地將電流天平、產(chǎn)生磁場的螺管線圈、可變電阻和安培計(jì)串聯(lián)在一起,然后再接到電池上,結(jié)果電流達(dá)到I值時(shí)天平達(dá)到平衡,此時(shí)天平之整碼重m。當(dāng)電流增加到3I時(shí)，要使天平平衡,整碼應(yīng)增加到(A) 2m(B) 3m(C) 4m(D) 6m(E) 9m。(C)(D)(E) 2.設(shè)電流天平中流過 U形金屬環(huán)之電流為Ii ,流過

22、螺線管之電流為I2時(shí)，天平恰成平衡。今將電流IiI,2做如下的改變(負(fù)號表示電流方向改變)，問在哪些情況天平仍可保持平衡？(多選)(A) Ii變成Ii，但I(xiàn)2不變(B) I2變成一I2,但I(xiàn)i不變(C) Ii變成一Ii ,同時(shí)I2變成一I2(D) Ii變成I2 ,同時(shí)I2變成Ii(E) Ii變成一I2 ，同時(shí)12變成一Ii 0(A) 3.等臂電流天平的主要裝置包括螺線管、電流天平(含U形電路)、直流電源供應(yīng)器、滑線可變電阻及安培計(jì)等。電流天平的構(gòu)造示意圖如下圖所示。令螺線管所載電流為I2、U形電路上的電流稱之為Il、U形電路的寬度L = 1.0 cm、天平前端所掛的 小重物重量為 mg。載流螺

23、線管內(nèi)部的磁場 B正比于電流I2，艮舊=42 ( a= 1.2 X0-3 T /A)。小明利用電流天平裝置,測量小重物的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)量得在平衡時(shí)，Ii = 1.0 A與12 =4.1 A,則小重物質(zhì)量約為多少kg?(A) 5.0X10- 6(B) 4.1X10-6(C) 2.5M0-5(D) 5.0X10- 5(E) 4.1X10- 5。(D) 4.電流天平的主要裝置包括螺線管、電流天平(含 U形電路)、直流電源供應(yīng)器、滑線 可變電阻及安培計(jì)等。電流天平的構(gòu)造示意圖如下圖。令螺線管所載電流稱之為I 2 U形電路上的電流稱之為Ii U形電路的寬度L=10.0 cm,天平前端所掛的小重物重量為mg。

24、下列有關(guān)電流天平的敘述何者錯(cuò)誤？(A)常用的電流天平是一等臂天平(B)利用電流天平可測量小重物的重量(C)平衡時(shí)U形電路所受的磁力等于小重物的重量(D) U形電路上的電流所受的總磁力正比于U形電路的總長度(E)天平前端(掛小重物端)若一直垂下,天平無法達(dá)到平衡時(shí)，則將Ii或I2的電流 方向改變，可能可以解決問題。(A) 5.承第4.題,載流螺線管內(nèi)部的磁場(B)正比于電流(I2 ),艮舊=/。小明利用電流天平裝置，測量比例常數(shù) 民,并將小重物白重量固定為50毫克重。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他將螺線管電流I 2作為主變量，電流天平電流I i作為應(yīng)變量，量得I i與I2的關(guān)系數(shù)(D) 2.4X10-1(E) 8.

25、5 X10- 10電子的荷質(zhì)比一實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖褂秒娮邮芗昂ツ坊羝澗€圈(Helmholtz's coils)或使用6AF6型電子管配合螺線管,以 e測定電子的何質(zhì)比m。二實(shí)驗(yàn)原理如圖9-1 , 一電子在均勻磁場B中運(yùn)動(dòng)，若電子的速度v與磁場B垂直，則電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓,若已知磁場B的量值及電子的速度量值v ,再利用軌道半徑r的測量,我們便可得知電子的e電量e與其質(zhì)量m|i的比值而(簡稱何質(zhì)比)。圖9-1電子在均強(qiáng)磁場內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)電子以速度7垂直磁場B運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受的力F為F = (- e) vxB因力F與速度7永遠(yuǎn)保持垂直，故電子便在垂直磁場的平面上作等速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周半徑為r ,根據(jù)

26、牛頓定律F=ma(9.1)上式中m為電子的質(zhì)量,a為向心加速度,又電子所受磁場的作用力F ,其值為F=evB(9.2)電子作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度量值a為2V,、a= 7(93高中選修物理（下）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊41合并式（9.1）、式9.2）及式（9.3）可得加以整理可得式（9.4）中v為電子的速率。evB=e _v_ mi- rB2 mvr(9.(4)由于電子在射入磁場B之前，是先經(jīng)電子it電位差V的加速，故電子的速度可由電位差V求得2 mv2 = eV(9.(5)合并式（9.4）與式（9.5）可得e 2V=2zr-2 m B r(9.(6)在本實(shí)驗(yàn)中，磁場B的產(chǎn)生是利用兩個(gè)導(dǎo)線線圈并排，兩線圈相隔

27、距離等于線圈半徑（此兩線圈合起來稱為亥姆霍茲線圈），兩線圈通以同向等大的直流電流時(shí)，在連心軸中央產(chǎn)生一近乎均勻的磁場,且磁場方向平行連心軸。磁場的量值B為_ 8 NIB= 125r(9.(7)上式中 =4兀M07 WbA? mN:每一個(gè)線圈的匝數(shù)I :通過線圈的電流R:線圈半徑若將式（9.7）代入式（9.6）可得電子的荷質(zhì)比(9.8)e125R2Vm= 32 闿2N2I2r2 e.一 e 式（9.8）中等號右邊的相關(guān)量均可測得，故電子荷質(zhì)比m便可求得。電子荷質(zhì)比m的公認(rèn) 值為 1.76 1011 Ckg。本實(shí)驗(yàn)的電子束管及亥姆霍茲線圈也可用6AF6電子管及其螺線管取代，兩者的原理相同。三實(shí)驗(yàn)器

28、材 電子束管（附尺標(biāo)在內(nèi)）或 6AF6型電子管 1具/組 磁場線圈或螺線管 1具/組可調(diào)變高壓直流電源供應(yīng)器（0 20-250 V）（附6.3 V燈絲電源及接頭） 1具/組 可調(diào)變穩(wěn)定直流電源（6 V或12 V ） 1具/組© 直流電壓電源供應(yīng)器（0250 V）1具/組直流電流電源供應(yīng)器（612 V ） 1具/組導(dǎo)線9條/組四實(shí)驗(yàn)步驟一、使用電子束管及亥姆霍茲線圈1.將儀器安裝如圖9-2 ,并將各旋鈕調(diào)至最小，為保險(xiǎn)起見，安裝后再核對一次6-接至糠國A CFIFZVG P株植茲陪副鋁夙酊 培喝棒根特穆穆 安及繇蹺伏柵隔直流。V直流O0 - 250 Vo o直流6 12 V接殖BI3L

29、L接圖9-2電子束管及亥姆霍茲線圈接線圖2 .將陰極與陽極間接上80 V電位差。3 .磁場線圈通以電流I ,并測量電子軌道半徑r。4 .再重復(fù)步驟3.三次,共可得四組電流I與半徑r的對應(yīng)值。e5 .將所得數(shù)據(jù)代入公式（9.8）,計(jì)需 值。6 .將陰極與陽極改接150 V電位差,重復(fù)步驟3.5.。7 .陰極與陽極改接200 V電位差，重復(fù)步驟3.5.。二、使用6AF6型電子管及螺線管1 .將儀器安裝如圖9-3及圖9-4 ,并將各旋鈕調(diào)至最小，為保險(xiǎn)起見，裝妥后再予核對一次。高中選修物理（下）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)手冊47圖9-4螺線管接線圖2 .陽極接上100 V電壓。3 .改變螺線管電流I ,使射出電子束的

30、邊緣形成半圓形，如圖9-5 ,記錄半圓形的半徑r及電流I圖9-5B及電流I之關(guān)系，求得磁場4 .利用實(shí)驗(yàn)8 （電流的磁效應(yīng)及電流天平）所得螺線管磁場量值的量值Bo.e 2V e .5 .將所得的r及B值代入公式m =B2r2 ,并計(jì)3 值一.e6 .重復(fù)步驟3.5.,共可得四個(gè)m值。7 .將陽極接上150 V,重復(fù)步陽.6.。8 .將陽極接上200 V,重復(fù)步陽.6.。實(shí)驗(yàn)9電子的荷質(zhì)比記錄三年 班座號：姓名：組別：實(shí)驗(yàn)記錄、使用電子束管及亥姆霍茲線圈1.線圈匝數(shù)(單側(cè))N =圈；線圈半徑R=m=4兀X10-7 WbA? m電壓V(V)電流I(A)平均值與誤差電子軌道半徑r(m)平均值與誤差e C荷質(zhì)比m (kg)平均值與誤差80150200、使用6AF6型電子管及螺線管陽極電壓V(V)電流I(A)平均值與電子束半徑r(m)平均值與磁場B(T)平均值與e 2VCm =明(而)平均值與100