1600年英国物理学家吉伯首先指出有地磁场存在。
测量证实地球本身是一个巨大的磁体,但是地磁极和地理上的两极并不重合,所以磁针所指的方向并不正好就是地理的南北方向。
在某一地点,磁针静止时所在竖直平面叫做这个地方的磁子午面(图1),磁子午面和水平面的交线叫磁子午线。
闭合导线切割磁感线会产生感应电流,当闭合导线切割地磁场的磁感线时,也会产生电流,且导线垂直切割磁子午线时,产生的电流最大。
需要用到的工具和材料:
电烙铁,钳子,锤子,细铜丝,重物,灵敏电流计,软导线,钉子,漆包线。
制作方法(一)重力摆在地磁场中发电
1.在长2—3米的铜丝上悬挂一重物成摆(以房屋高度而定),铜丝上下两端各用软导线引出与灵敏电流表相连(图2)。
2.使摆以1—1.5米的振幅在地磁场内摆动,观察电流表指针变化。
发现电流表指针发生偏转。
当摆的振动平面与磁子午面相垂直时(接近东西方向),电流表示数最大。
上述现象说明地磁场使摆动的铜丝产生了感应电动势。
制作方法(二)框形线圈在地磁场中发电
1.按图3所示,在门的四角钉上钉子,用直径为0.3—1毫米的漆包线沿门框边缘绕一个圈数为几十匝的框形线圈,将线圈两端的引出线接灵敏电流表。
2.转动门,观察电流表指针变化。
发现电流表指示电路中有电流产生。
说明与延伸:
如果电流表的灵敏度不够高,可按图4的电路做一个简单的半导体电流放大器。
图中P是灵敏度为500微安的电流表,调节R1、R3使电流表指针指在刻度盘中间;T为半导体收音机输出变压器。
将铜丝两端引出线分别和放大器输入端连接即可。
有了这个放大器,当摆在垂直于磁子午面的面内振动时,电流表指针会有明显偏转。
(R1=68k、R2=5.1k、R3=390k、R4=8欧姆)
2.在实验二中,如果墙面正好与磁子午面相垂直,而门又能作180‘的转动,那么电流表指针偏转就比较明显。