Question

【題目】圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(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；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．

在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖____________．

完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空

按圖接線．

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

閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D______；然后讀出______，并用天平稱出______．

用米尺測(cè)量______．

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______．

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】重新處于平衡狀態(tài)讀出電流表的示數(shù)I此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m2D的底邊長(zhǎng)度l

【解析】

（1）用滑動(dòng)變阻器的限流式接法即可；（2）③金屬框平衡時(shí)測(cè)量才有意義，讀出電阻箱電阻并用天平稱量細(xì)沙質(zhì)量；④安培力與電流長(zhǎng)度有關(guān)，安培力合力等于金屬框架下邊受的安培力；（3）根據(jù)平衡條件分兩次列式即可求解；（4）根據(jù)左手定則判斷即可．

（1）金屬線框和電流表電源等形成一條閉合回路，電路圖如圖所示

（2）③本題是利用平衡原理來(lái)計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的，故當(dāng)電路通電后，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使得D仍舊處于平衡狀態(tài)，讀出電流表的示數(shù)，用天平測(cè)出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量，

④計(jì)算安培力需要用到導(dǎo)線的長(zhǎng)度，故用米尺測(cè)量處D的底邊長(zhǎng)度l；

（3）根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得，解得；

（4）若，則受到的安培力向下，根據(jù)左手定則可得磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；若，則受到的安培力向上，根據(jù)左手定則可得磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里；