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；A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。

完成下列主要實驗步驟中的填空：

（1）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；然后用天平稱出細沙質量m1。

③ 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________，并用天平稱出此時細沙的質量m2。

④ 用米尺測量D的底邊長度L。

(2)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＝________。

(3)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 電流表的示數I

【解析】(1)金屬框平衡時測量才有意義，讀出電流表的示數I；此時細沙的質量m2并用天平稱量細沙質量；

(2)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根據平衡條件，有：|m2-m1|g=BIL,解得：

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