Question

【題目】圖甲是物理實(shí)驗(yàn)室的一種永久蹄形磁鐵，某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量蹄形磁鐵磁極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的實(shí)驗(yàn)．

（1）如圖乙所示，將由銅導(dǎo)線繞制而成的矩形線圈懸掛在支架上，導(dǎo)線兩端分別由a、b處抽出連在兩接線柱A、B上．線圈下邊ab保持水平，現(xiàn)將一輕線的一端系在線圈ab邊的中點(diǎn)，另一端繞過一輕小滑輪后連接一小沙桶，調(diào)整支架高度是線圈與滑輪間細(xì)線保持水平．

（2）將多個(gè)圖甲中的蹄形磁鐵緊密并列放置，水平插入線圈，使線圈下邊ab處于磁鐵N、S間，磁場(chǎng)寬度正好與線圈下邊ab長度相同，當(dāng)線圈中通電后，向沙桶中緩慢加入適量細(xì)沙，使導(dǎo)線框仍保持豎直懸掛．讀出電流表示數(shù)為I，斷開電源，取下沙桶，用天平稱量沙桶總質(zhì)量為m．

（3）線圈中電流由圖丙電路提供，若蹄形磁鐵S極在上方，N極在下方，則接線柱A應(yīng)與丙圖電路中的接線柱________（選填“C”或“D”）相連．

（4）若線圈電阻約為1Ω，允許最大電流0.5A，電流表量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω，電源為4節(jié)干電池串聯(lián)，每節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻不計(jì)．R0為定值電阻，現(xiàn)備有10Ω和100Ω各一只，則應(yīng)選_______Ω連入電路；有最大阻值分別為20Ω和1000Ω的滑動(dòng)變阻器各一只，應(yīng)選_______Ω連入電路．

（5）若線圈匝數(shù)為n，其下邊ab長度為L，本地重力加速度為g，則用測(cè)得的物理量和已知量表示磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=___________．

Answer 1

【答案】（3）D； （4）10， 20； （5）

【解析】

（3）磁場(chǎng)方向豎直向上，線圈受安培力向左，與細(xì)線的拉力平衡，則線圈中電流應(yīng)由接線柱B流入，由接線柱A流出，故接線柱A應(yīng)與電路中的接線柱D連接。
（4）線圈中最大電流為0.5A，則電路中最小電阻為12Ω，故定值電阻應(yīng)選10Ω．為方便調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大電阻值較小的、即20Ω的滑動(dòng)變阻器。
（5）線圈靜止時(shí)，在水平方向線圈受到的繩子的拉力與安培力大小相等方向相反，有：mg=nBIL，可得：