Question

【題目】圖中虛線框內存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場現通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內的U形金屬框，其底邊水平，兩側邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線．

在圖中畫線連接成實驗電路圖____________．

完成下列主要實驗步驟中的填空

按圖接線．

保持開關S斷開，在托盤內加入適量細沙，使D處于平衡狀態；然后用天平稱出細沙質量．

閉合開關S，調節R的值使電流大小適當，在托盤內重新加入適量細沙，使D______；然后讀出______，并用天平稱出______．

用米尺測量______．

用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出______．

判定磁感應強度方向的方法是：若______，磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里．

Answer 1

【答案】重新處于平衡狀態讀出電流表的示數I此時細沙的質量m2D的底邊長度l

【解析】

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

（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計算磁感應強度的，故當電路通電后，在托盤內重新加入適量細沙，使得D仍舊處于平衡狀態，讀出電流表的示數，用天平測出此時細沙的質量，

④計算安培力需要用到導線的長度，故用米尺測量處D的底邊長度l；

（3）根據共點力平衡可得，解得；

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