电磁综合演示仪的结构如图21．1－1所示。

【制作方法】

1．实验架的制作：

用20×10×0．5厘米³的木板做实验架底板，用胶在底板下方粘上四个三角形木块做成底脚（或者用青霉素药瓶的橡胶塞做底脚），按图21．1－1所示在底板上钻两个小孔并安装两个接线柱1、2。

按图21．1－1所示的尺寸，用0．5厘米厚的木板制成实验架的立柱，并在立柱横梁上挖一个3×1．5厘米²的矩形孔，在矩形孔内底面的中心部位装上一根小针，让针尖向上。在立柱面板上图示位置安装两个接线柱3、4，以及一个用薄铝片制成的可转动的红色箭头，立柱则固定在底板上。

在立柱面板上安装两根分别带有红色和绿色绝缘包皮的单心铝导线，两导线的上端跟立柱上的接线柱3、4连接，下端穿过底板在背面跟底板上的接线柱1、2连接。

2．零件的配备和制作：

（1）螺线管：用直径0．35毫米漆包线在软铁棒上绕100匝制成，如图21．1－2（a）所示。

在圆柱形软铁上用直径0．35毫米漆包线绕50匝线圈一个，如图21．1－2（b）所所。

用直径0．35毫米的漆包线绕200匝的空心线圈一个，如图21．1－2（c）所示。

（2）方形线圈：用直径0．35毫米的漆包线绕制边长4厘米的正方形线圈一个，密绕50－80匝，如图21．1－3（C）所示。用直径0．35毫米的漆包线绕成边长为21厘米的正方形线圈两个，匝数都是100匝，但二只线圈的绕向相反，如图21．1－3（a）（b）所示。用直径0．35毫米的漆包线再绕二个边长为2厘米的方形线圈，匝数分别为15匝和50匝，如图21．1－3（d）（e）所示。

演示仪还需要配备条形磁铁、蹄形磁铁、灵敏电流计、圆柱形软铁各一块，细铁屑、小磁针等。

【使用方法】

1．演示条形磁铁和蹄形磁铁的磁力线：

在底板的下面水平放置一块磁铁（条形或蹄形），在底板上撒一些铁屑，用手指轻轻振动底板就可以看到磁力线的分布情况。

2．演示通电直导线周围的磁场：

（1）在实验架矩形孔内小针上放一枚小磁针，用导线连接接线柱3、4。接线往1、2与干电池连接，转动箭头指出导线中的电流方向，从指针的偏转可以验证安培定则，如图21．1－4所示。

（2）用一根直导线穿过底板的小孔与接线柱4连接，直导线的下端用导线与接线柱2相连，在底板上放四只小磁针，从磁针的偏转方向可以定性地说明通电直导线磁力线的方向，如图21．1－5所示。

3．演示通电螺线管的磁场：

如图21．1－6所示。将螺线管平放在底板上面，接通直流电源，在底板上撒一些铁屑，用手指轻轻振动底板，可以看到通电螺线管磁力线的分布情况。

做以上实验时，教师可在装置的后面放一块较大的平面镜，调节平面镜的角度，可以使每个学生看清实验现象。

4．演示通电导体在磁场中运动：

（l）取一段粗直导线，两端分别与两根较细的裸铜线连接，将两根较细的裸铜线的另一端连接在实验架的接线柱3、4上，将粗直导线水平吊起，在实验架底板上放一块蹄形磁铁，使粗直导线位于磁铁两极间，转动箭头指出导线中电流方向，接线柱1、2与直流电源连接，接通电路时，粗直导线运动，可以验证左手定则，如图21．1－7所示。

（2）如图21．1－8所示，将上述的粗直导线换为边长4厘米的方形线圈做上述实验，效果更明显。

（3）用锡箔纸绕一个空心锡箔圆筒。把两根光洁度高的粗金属丝（一般可采用自行车辐条）的一端折成直角，安装在接钱往3、4上，使两根粗金属丝穿过矩形孔，互相平行且水平，将锡箔圆筒置于两金属丝上，再把蹄形磁铁套在外面，使锡箔圆筒位于磁铁的两极间，再将接线柱1、2连接直流电源，转动箭头指向电流的方向。当把电源接通时，锡箔圆筒就滚动；改变电流的方向或改变磁场方向，锡箔筒的滚动方向也跟着改变，可以验证左手定则，如图21．1－9所示。

5．演示闭合回路的部分导体在磁场中运动产生感应电流。

（l）按图21．1－10进行安装，把直导线接在3、4接线柱上，实验架的底板上放一块蹄形磁铁，接线柱1、2接检流计，用手拿住导线，在蹄形磁铁两极间向远离读者方向运动，检流计指针偏转。导线向读者方向运动，检流计指针向相反方向偏转。此实验可以验证右手定则。

（2）按图21．1－11进行安装，把50匝的方形线圈接在3、4接线柱上，接线柱1、2接检流计。转动方形线圈，检流计的指针会发生偏转，从指针的偏转可以判断线圈中的电流方向，从而可以定性地说明发电机的工作原理。

6．演示通电线圈在磁场中的运动：按图21．1－12进行安装，把15匝的边长为2厘米的方形线圈接在3、4接线柱上，底板上放上蹄形磁铁，电源接在1、2接线柱上，转动箭头标出电流的方向，接通电路时，通电线圈即在磁场中发生偏转。改变电流方向或磁场方向，线圈的偏转方向也改变。此实验可定性地说明电动机的工作原理。

7．演示磁场力的相互作用：

（1）按图21．1－13进行安装，把两个100匝绕向相反的方形线圈并接在3、4接线柱上，1、2接线柱接直流电源。由于两个线圈的绕向相反，因而电流方向相反，两线圈互相排斥。

（2）按图21．1－14进行安装，将带有铁心的线圈接在3、4接线柱上，在实验架的底板上放一些小铁钉或大头针，将电源接在接线往1、2上。当接通电路时，小铁钉被吸引，电路断开，铁钉下落。

（3）按图21．1－15进行安装，将弹簧挂在接线柱3或4上，弹簧下面挂一块软铁，将200匝的空心螺线管竖直放在软铁下方的底板上。用导线将螺线管与接线柱1、2连接，电源也与1、2连接。当电路接通时，软铁板通电螺线管吸下，弹簧伸长。

（4）按图21．11－6进行安装，将弹簧挂在接线柱4或3上。弹簧下端挂带有铁心的线圈。线圈两端分别接在接线柱3、4上。将200匝的空心线圈接在接线柱1、2上，电源接接线柱1、2。当电源接通时。带铁心的线圈被推斥或被吸引。

编者提示：本自制教具可辅以“电学”部分的物理实验教学。