Question

（10分）圖中虛線(xiàn)框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)�，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的安培力，來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開(kāi)關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)。

（1）在圖中畫(huà)線(xiàn)連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。

（2）完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空

①按圖接線(xiàn)。

②保持開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，在托盤(pán)內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱(chēng)出細(xì)沙質(zhì)量m₁。

③閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤(pán)內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D________；然后讀出___________________，并用天平稱(chēng)出____________。

④用米尺測(cè)量_______________。

（3）用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=_________。

（4）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若____________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

 

Answer 1

【答案】

（1）

（2）重新處于平衡狀態(tài)；電流表的示數(shù)I；此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m₂；D的底邊長(zhǎng)度l；

（3）

（4）m₂＞m₁

【解析】開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，D中無(wú)電流，D不受安培力，此時(shí)D所受重力Mg=m₁g；S閉合后，D中有電流，左右兩邊所受合力為0，D所受合力等于底邊所受的安培力，如果m₂＞m₁，有m₂g= m₁g+BIL，則安培力方向向下，根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向外；如果m₂＜m₁，有m₂g= m₁g-BIL，則安培力方向向上，根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向里；綜上所述，則B=。