Question

【题目】图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．

在图中画线连接成实验电路图____________．

完成下列主要实验步骤中的填空

按图接线．

保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量．

闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D______；然后读出______，并用天平称出______．

用米尺测量______．

用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出______．

判定磁感应强度方向的方法是：若______，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．

Answer 1

【答案】重新处于平衡状态读出电流表的示数I此时细沙的质量m2D的底边长度l

【解析】

（1）用滑动变阻器的限流式接法即可；（2）③金属框平衡时测量才有意义，读出电阻箱电阻并用天平称量细沙质量；④安培力与电流长度有关，安培力合力等于金属框架下边受的安培力；（3）根据平衡条件分两次列式即可求解；（4）根据左手定则判断即可．

（1）金属线框和电流表电源等形成一条闭合回路，电路图如图所示

（2）③本题是利用平衡原理来计算磁感应强度的，故当电路通电后，在托盘内重新加入适量细沙，使得D仍旧处于平衡状态，读出电流表的示数，用天平测出此时细沙的质量，

④计算安培力需要用到导线的长度，故用米尺测量处D的底边长度l；

（3）根据共点力平衡可得，解得；

（4）若，则受到的安培力向下，根据左手定则可得磁感应强度方向垂直纸面向外；若，则受到的安培力向上，根据左手定则可得磁感应强度方向垂直纸面向里；