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。

(1)在圖中畫線連接成實驗電路圖。

(2)完成下列主要實驗步驟中的填空：

①按圖接線。

②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(tài)；然后用天平稱出細沙質量m1。

③閉合開關S，調節(jié)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________。

④用米尺測量________。

(3)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B＝________。

(4)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】 (1)如圖所示

重新處于平衡狀態(tài) 電流表的示數I 此時細沙的質量m2 D的底邊長度L 　

【解析】開關S斷開時，D中無電流，D不受安培力，此時D所受重力Mg=m1g；S閉合后，D中有電流，左右兩邊所受合力為0，D所受合力等于底邊所受的安培力，如果m2＞m1，有m2g= m1g+BIL，則安培力方向向下，根據左手定則可知，磁感應強度方向向外；如果m2＜m1，有m2g= m1g-BIL，則安培力方向向上，根據左手定則可知，磁感應強度方向向里；綜上所述，則B=。