Question

【題目】（1）小明同學(xué)在探究通電直導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力F和電流強(qiáng)度I的關(guān)系的過(guò)程中，設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置。將匝數(shù)為N、底邊長(zhǎng)度為L1的線(xiàn)圈與電流表、電源和滑動(dòng)變阻器及開(kāi)關(guān)組成一閉合回路，把線(xiàn)圈用輕細(xì)繩掛在力傳感器的下端，使線(xiàn)圈處在由磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，保持線(xiàn)框底邊與磁場(chǎng)方向垂直，磁鐵磁極與線(xiàn)框平面平行方向的寬度為L2，且L1> L2。接通電路，適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的示數(shù)為I時(shí)，觀察并記錄力傳感器此時(shí)的讀數(shù)F。經(jīng)多次重復(fù)上述操作，可測(cè)出在滑動(dòng)變阻器接入電路的不同阻值下所對(duì)應(yīng)的多組I和F的數(shù)據(jù)，用描點(diǎn)法畫(huà)出F-I圖象如圖2所示，其中的F0、F1和I1均為已知量。由圖象可以判定線(xiàn)框所受安培力方向____________（ 選填“豎直向上”或者“豎直向下”）；通過(guò)線(xiàn)框底邊電流方向____________（ 選填“指向紙內(nèi)”或者“指向紙外”）；線(xiàn)框所受重力的大小為____________；若認(rèn)為兩磁極間的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且在兩磁極之間正對(duì)位置以外區(qū)域的磁場(chǎng)可忽略不計(jì)，則此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為________。

（2）如果小剛同學(xué)也用了同樣的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只是所使用的器材不完全相同。他將據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)畫(huà)出的F-I圖象與小明的圖象進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在同一坐標(biāo)系下兩圖線(xiàn)并不重合，如圖3所示，小剛的圖象的縱軸截距為F0′，兩圖線(xiàn)在A點(diǎn)相交，圖中的F0、F0′、F1和I1均為已知量。對(duì)兩人的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行比較，根據(jù)圖象可知_______。（選填選項(xiàng)前面的字母）

A．所使用線(xiàn)圈的質(zhì)量一定不同

B．所使用的磁鐵一定不同

C．所使用電源的電動(dòng)勢(shì)一定不同

D．所使用線(xiàn)圈的匝數(shù)一定不同

Answer 1

【答案】 豎直向下 指向紙外 F0 （F1- F0）/（NI1L2） A

【解析】（1）隨電流的增大，根據(jù)F=BIL可知，通電線(xiàn)框產(chǎn)生的安培力增大，繩子上的拉力增大，對(duì)線(xiàn)框分析可知，安培力豎直向下，根據(jù)左手定則可知指向紙外
由圖2可知，當(dāng)電流為零時(shí)，線(xiàn)框內(nèi)的安培力為零，此時(shí)繩子的拉力為線(xiàn)框的重力，故為，當(dāng)電流為時(shí)，對(duì)線(xiàn)框受力分析可知，解得
（2）由圖象可知當(dāng)電流為零時(shí)，繩子的拉力等于線(xiàn)框的重力，重力不同，而其它條件無(wú)法判斷，故A正確，BCD錯(cuò)誤；