Question

2．小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G₁，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R．若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G₂，铜条在磁场中的长度L．则铜条匀速运动时所受安培力的方向是竖直向上，大小是G₂-G₁，磁感应强度的大小是$\frac{1}{L}\sqrt{\frac{（{G}_{2}-{G}_{1}）R}{v}}$．

Answer 1

分析 （1）根据楞次定律的“来拒去留”的结论进行判断即可；
（2）根据平衡条件和牛顿第三定律判断安培力；
（3）根据公式F_A=BIL、切割公式和闭合电路欧姆定律公式判断磁感应强度大小．

解答 解：（1）根据楞次定律的“来拒去留”的结论，金属棒的安培力方向竖直向上；
（2）根据平衡条件，有：
F+G₁-G₂=0  
解得：
F=G₂-G₁；
（3）根据安培力公式，有：
F=BIL
根据切割公式，有：
E=BLv
根据欧姆定律，有：
I=$\frac{E}{R}$ 联立解得：
B=$\frac{1}{L}\sqrt{\frac{（{G}_{2}-{G}_{1}）R}{v}}$；
故答案为：竖直向上；G₂-G₁；$\frac{1}{L}\sqrt{\frac{（{G}_{2}-{G}_{1}）R}{v}}$．

点评 本题是简单的力电综合问题，要结合楞次定律、切割公式、闭合电路欧姆定律、安培力公式、平衡条件和牛顿第三定律列式求解，规律多，难度不大．