Question

2．如圖甲所示，一根水平導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，與豎直放置的導(dǎo)軌良好接觸，不計(jì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌間的摩擦．可變電源可以改變電流的方向，導(dǎo)線由質(zhì)量不計(jì)的棉線與力傳感器連接，可以沿豎直方向上下滑動(dòng)．現(xiàn)測(cè)得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并作出如圖乙所示的圖象．
（1）當(dāng)力傳感器的讀數(shù)為零時(shí)，流過水平導(dǎo)線的電流為-3.5A，方向?yàn)轫槙r(shí)針（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；
（2）當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉硪话霑r(shí)，請(qǐng)?jiān)谝覉D中作出相應(yīng)的圖線．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)彈簧秤示數(shù)為零時(shí)，重力與安培力平衡，則左手定則判斷電流的方向，根據(jù)圖象得出F=0時(shí)，電流的大�。�
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡得出彈簧彈力、重力和安培力的關(guān)系，得出表達(dá)式，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{2}$倍，再次根據(jù)平衡得出表達(dá)式，從而作出對(duì)應(yīng)的圖線．

解答 解：（1）當(dāng)彈簧秤示數(shù)為零時(shí)，知安培力與重力平衡，根據(jù)左手定則知安培力方向向上，則電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．根據(jù)圖象當(dāng)彈簧秤示數(shù)為零時(shí)，則電流的大小為-3.5A．
（2）根據(jù)平衡得：F=mg+BIL，通過圖象知，圖線的斜率等于BL，即BL=$\frac{65-35}{3}$=10，即：F=35+10I，
當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{2}$倍，則斜率等于5，圖線的表達(dá)式為：F=5I+35．圖象如圖所示．
故答案為：（1）-3.5，順時(shí)針；（2）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵通過共點(diǎn)力平衡得出F與I的表達(dá)式，以及掌握左手定則判斷安培力的方向．