Question

【題目】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)。

完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

（1）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)出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m2。

④ 用米尺測(cè)量D的底邊長(zhǎng)度L。

(2)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＝________。

(3)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) 電流表的示數(shù)I

【解析】(1)金屬框平衡時(shí)測(cè)量才有意義，讀出電流表的示數(shù)I；此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m2并用天平稱(chēng)量細(xì)沙質(zhì)量；

(2)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根據(jù)平衡條件，有：|m2-m1|g=BIL,解得：

(3)若m2＞m1．則安培力的方向向下，根據(jù)左手定則可得，磁場(chǎng)的方向向外；反之磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里．