目的
探究磁场中载流导体所受力的大小如何取决于电流。
变量
- 操纵变量: 导体中的电流 I
- 响应变量: 导体所受的力（由天平读数的变化表示）
- 固定变量: 磁场强度与处于磁场中的导体长度
仪器与材料
- 电子天平
- 钢轭上的磁钢（磁块）
- 水平固定的硬铜丝
- 电源
- 变阻器
- 电流表
- 开关
- 连接导线
- 铁架台
步骤
- 把磁铁组件放在电子天平上，并将天平读数归零（去皮）。
- 把硬铜丝水平夹在磁极之间，与电流表、变阻器和电源串联。
- 接通电源并调节变阻器，使电流为 I = 1.0 A；记录天平读数的变化。
- 把电流增大到 I = 2.0、3.0 和 4.0 A，每次记录天平读数。
- 用 F = mg 把每个天平读数（质量）换算为力。
- 记录电流 I 和力 F。
记录数据
记录电流 I（A）和天平读数的变化（质量，g 或 kg），再记录计算所得的力 F = mg（N）。保持小数位一致。
图表
以 F（纵轴）对 I（横轴）作图。通过原点的直线表明力与电流成正比。
分析
力由 F = BIl 给出。当 B 与 l 恒定时，F 与 I 成正比，F 对 I 图的斜率等于 Bl。
注意事项
- 每组读数前将天平去皮归零。
- 每次读数只短促接通电流，以免铜丝发热。
- 改变电流时保持磁场强度 B 和处于磁场中的长度 l 恒定。
示例结果及其含义
以下是一组示例读数，在接通电流前已把天平去皮归零（请标明为示例数据）：
- I / A = 1.0，天平变化 m = 0.51 g，F = mg = 0.0050 N
- I / A = 2.0，m = 1.02 g，F = 0.0100 N
- I / A = 3.0，m = 1.53 g，F = 0.0150 N
- I / A = 4.0，m = 2.04 g，F = 0.0200 N
天平读到一个很小的质量变化，因为磁铁受到的向下推力是铜丝所受向上力的反作用。当电流从 1.0 A 增大到 2.0 A 一倍时，力也增大一倍；电流增大三倍，力也增大三倍。
力与电流成正比，这正是当磁场 B 和处于磁场中的长度 l 保持恒定时 F = BIl 所预言的。
读图与求出答案
以 F 为纵轴、I 为横轴作图。预期形状是一条通过原点的直线，因为当 B 与 l 恒定时 F = BIl 使 F 与 I 成正比。
该直线的斜率等于 Bl。
在最佳拟合直线上取相距较远的两点画一个大三角形，例如 (1.0 A, 0.0050 N) 与 (4.0 A, 0.0200 N)：
斜率 = (0.0200 − 0.0050) N ÷ (4.0 − 1.0) A = 0.0150 N ÷ 3.0 A = 0.0050 N A⁻¹。
这个斜率就是 Bl，单位为 N A⁻¹（与 T m 相同）。在此之前，每个力的值都来自天平读数，例如 F = mg = 0.00051 kg × 9.81 m s⁻² = 0.0050 N。
若已知磁场中的长度，设 l = 0.050 m，则 B = 0.0050 ÷ 0.050 = 0.10 T。
评分者看重的要点
保护结果的注意事项：每组读数前将天平去皮归零；每次读数只短促接通电流，以免铜丝发热；改变电流时保持磁场强度 B 和处于磁场中的长度 l 恒定。
对于试卷三的科学过程技能：
- 指出操纵变量（电流 I）、反应变量（力 F）和固定变量（B 与 l）。
- 用 F = mg 把每个天平读数换算为力，并写出单位 N。
- 画一条通过原点的最佳拟合直线，各点均匀分布。
- 用大三角形求斜率，并写出单位 N A⁻¹。
- 得出结论：F 与 I 成正比，由通过原点的直线支持。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)