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1 “教材”方案出现的问题
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》中有这样一个实验：探究影响通电导线受力的因素（图1），通过观察改变电流强度和导线长度后导线摆动角度的大小来定性分析作用力大小的变化，而后“分析了很多实验事实后人们认识到......公式F=ILB”.虽说《高考考试说明》并未对此实验做明确要求，但教材如此直截了当下得到公式似有“草率”之嫌，即便学生主观上认可该结论，客观上对该公式的产生还是心存疑惑，“被接受”的感觉比较明显，与重“过程与方法”教学目标有悖，也直接影响到学生对这个作用力（安培力）的科学认知，笔者认为作为磁场中最重要的受力形式之一，有必要把这个实验做得更清楚更详尽更定量一些.
2 “网传”改进方案的缺陷
笔者查询过一些针对该实验的改进方案，其中点击率较高的方案如图2所示，改进点主要有两处：
（1）将马蹄形磁铁开口朝上，把安培力变为竖直方向，使线圈不再摆动能静止下来.
（2）将线圈挂于弹簧秤上，记录下安培力产生前后线圈静止时弹簧秤示数，用两示数之差表示安培力的大小.
但根据该实验的要领操作下来却难以达到所谓的“定量”，思其原因笔者认为主要问题有三：
（1）单根线圈难以产生明显的力的作用，该实验中的“安培力”实际上是多股导线受力之和，并且多股电流激发的磁场在一定程度上对磁铁的原磁场产生了干扰.
（2）马蹄形磁铁中间部分的磁场并非理论上的“匀强”，线圈静止在不同的位置磁场是不同的.
（3）马蹄形磁铁磁场的“边缘效应”使得位于磁铁外部的导线受力，影响导体棒有效长度的判断.
所以这种改进充其量也只能是“半定量”，虽然已经数据上有所“疑似”，但要上升到公式的高度尚有距离.
3 “升级”方案的介绍
3.1 实验装置（图3）
①一块1 m左右带刻度的木板
②一块10 cm左右的木块
③导轨和一段铜导线
④马蹄形磁铁
⑤学生电源
⑥开关
⑦电流表
⑧滑动变阻器
3.2 实验原理
闭合电路，调节电流强度、导线有效长度和木块位置使铜导线静止在倾斜的导轨上.根据受力平衡原理，此时的安培力等于铜导线重力的分力，即
设木块高度h固定不变，木块到木板底端距离为s，则其中M、g、h均是定值，从而将定量探究电流I和有效长度l对安培力F的影响简化成确定电流I和有效长度l分别与长度s之间的关系.
3.3 实验过程
（1）将电源、电流表、滑动变阻器、开关以及导轨铜导线按照图3的位置组成串联电路.
（2）控制磁场强度和电流强度不变，闭合开关，调节木块的位置使铜导线处于静止状态，在表格中记录此时导线的有效长度l和木板读数s.
（3）依次在两导轨之间并排放入两块、三块、四块......相同形状的磁铁，使导线的有效长度成倍增加，然后重复上述实验，收集多组l和s数据填入表格，建立l-1/s图象，通过图象进一步明确l对F的影响.
（4）控制磁场和导线的有效长度不变，调节电流强度和木块位置使铜导线处于静止状态.在表格中记录此时的电流I和木板读数s.
（5）改变电流强度和木块位置重复（4），收集多组I和s数据，建立I-1/s图象，明确I与F的关系.
（6）归纳实验得出结论.
3.4 误差控制
为了减少试验中存在的误差，在如下几个方面需要加以注意.
（1）由于磁场非匀强，不同位置磁场强度不同，所以在同一组实验中要保证铜导体棒静止在同一个位置.实验时可以在特定的位置预先做好“静止位置”标记.
（2）“边缘效应”会影响对导棒有效长度的判断，在“架设”金属导轨时，可以让导轨“夹紧”磁铁，把通电部分的导棒限制在与磁铁等宽范围内，多块磁铁同时放入时也要注意“无缝合拢”，磁铁间不要留间隙.
（3）试验中所用的导体棒质量不宜大，以防止角度过小无法测量，可以选取直径1～2 mm的铜线，同时单股导线也能减少“激发磁场”对原磁场的干扰.
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》中有这样一个实验：探究影响通电导线受力的因素（图1），通过观察改变电流强度和导线长度后导线摆动角度的大小来定性分析作用力大小的变化，而后“分析了很多实验事实后人们认识到......公式F=ILB”.虽说《高考考试说明》并未对此实验做明确要求，但教材如此直截了当下得到公式似有“草率”之嫌，即便学生主观上认可该结论，客观上对该公式的产生还是心存疑惑，“被接受”的感觉比较明显，与重“过程与方法”教学目标有悖，也直接影响到学生对这个作用力（安培力）的科学认知，笔者认为作为磁场中最重要的受力形式之一，有必要把这个实验做得更清楚更详尽更定量一些.
2 “网传”改进方案的缺陷
笔者查询过一些针对该实验的改进方案，其中点击率较高的方案如图2所示，改进点主要有两处：
（1）将马蹄形磁铁开口朝上，把安培力变为竖直方向，使线圈不再摆动能静止下来.
（2）将线圈挂于弹簧秤上，记录下安培力产生前后线圈静止时弹簧秤示数，用两示数之差表示安培力的大小.
但根据该实验的要领操作下来却难以达到所谓的“定量”，思其原因笔者认为主要问题有三：
（1）单根线圈难以产生明显的力的作用，该实验中的“安培力”实际上是多股导线受力之和，并且多股电流激发的磁场在一定程度上对磁铁的原磁场产生了干扰.
（2）马蹄形磁铁中间部分的磁场并非理论上的“匀强”，线圈静止在不同的位置磁场是不同的.
（3）马蹄形磁铁磁场的“边缘效应”使得位于磁铁外部的导线受力，影响导体棒有效长度的判断.
所以这种改进充其量也只能是“半定量”，虽然已经数据上有所“疑似”，但要上升到公式的高度尚有距离.
3 “升级”方案的介绍
3.1 实验装置（图3）
①一块1 m左右带刻度的木板
②一块10 cm左右的木块
③导轨和一段铜导线
④马蹄形磁铁
⑤学生电源
⑥开关
⑦电流表
⑧滑动变阻器
3.2 实验原理
闭合电路，调节电流强度、导线有效长度和木块位置使铜导线静止在倾斜的导轨上.根据受力平衡原理，此时的安培力等于铜导线重力的分力，即
设木块高度h固定不变，木块到木板底端距离为s，则其中M、g、h均是定值，从而将定量探究电流I和有效长度l对安培力F的影响简化成确定电流I和有效长度l分别与长度s之间的关系.
3.3 实验过程
（1）将电源、电流表、滑动变阻器、开关以及导轨铜导线按照图3的位置组成串联电路.
（2）控制磁场强度和电流强度不变，闭合开关，调节木块的位置使铜导线处于静止状态，在表格中记录此时导线的有效长度l和木板读数s.
（3）依次在两导轨之间并排放入两块、三块、四块......相同形状的磁铁，使导线的有效长度成倍增加，然后重复上述实验，收集多组l和s数据填入表格，建立l-1/s图象，通过图象进一步明确l对F的影响.
（4）控制磁场和导线的有效长度不变，调节电流强度和木块位置使铜导线处于静止状态.在表格中记录此时的电流I和木板读数s.
（5）改变电流强度和木块位置重复（4），收集多组I和s数据，建立I-1/s图象，明确I与F的关系.
（6）归纳实验得出结论.
3.4 误差控制
为了减少试验中存在的误差，在如下几个方面需要加以注意.
（1）由于磁场非匀强，不同位置磁场强度不同，所以在同一组实验中要保证铜导体棒静止在同一个位置.实验时可以在特定的位置预先做好“静止位置”标记.
（2）“边缘效应”会影响对导棒有效长度的判断，在“架设”金属导轨时，可以让导轨“夹紧”磁铁，把通电部分的导棒限制在与磁铁等宽范围内，多块磁铁同时放入时也要注意“无缝合拢”，磁铁间不要留间隙.
（3）试验中所用的导体棒质量不宜大，以防止角度过小无法测量，可以选取直径1～2 mm的铜线，同时单股导线也能减少“激发磁场”对原磁场的干扰.