题目内容

.在“探究安培力的大小”实验中，我们得出结论：把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，它所受到的安培力最大；当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，它所受到的安培力介于最大值和零之间.并且还知道，当导线方向与磁场方向垂直时，它所受到的安培力的大小为F=BIL，其中，B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度.那么，当导线方向与磁场方向斜交夹角为α时(如图A-3所示)，它所受到的安培力公式应是怎样的？


把磁感应强度B分解为垂直于导线L的方向B1和平行于导线L的方向B2，则B1对导线的安培力为F=B1IL，B2对导线的安培力为0，则导线受磁场的作用力为二者的合力，为F=B1IL.
根据图1可以得出B1=Bsinα，所以F=BsinαIL，即所求公式为F=BILsinα.也可以把导线长度转化为垂直磁场的方向上，为Lsinα，可以得到同样的公式.


【试题分析】
练习册系列答案
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某研究性小组的同学们在探究安培力的大小和方向与哪些因素有关时，设计了以下两个实验．
实验一：利用如图所示的安培力演示器先探究影响安培力大小的因素．第一步，当通电导线长度和磁场一定，调节滑动变阻器的滑片改变电流，观察：指针发生偏转，且偏转角度随电流增大而增大．第二步，当通电电流和磁场一定，改变导线的长度，分别观察：指针发生偏转的角度随导线长度的增大而增大．第三步，当通电电流和导线长度一定，更换磁铁，再次分别观察：指针发生偏转的角度不同．
实验二：利用安培力演示器对安培力的方向进行对比探究．先后按照下表实验序号1、2、3的图例做实验，观察到的相关现象已分别记录在对应的图例下面的表格里．
实验序号 1 2 3
图

例
磁场方向 竖直向下 竖直向下 竖直向上
电流方向 水平向里 水平向外 水平向外
受力方向 水平向左 水平向右 水平向左
（1）通过实验一的对比探究，可以得到影响安培力大小的因素有：
磁场、导线长度和通电电流
磁场、导线长度和通电电流
；且安培力大小与这些因素的定性关系是：
磁性越强（磁场越强），电流越大或直导线越长，安培力越大．
磁性越强（磁场越强），电流越大或直导线越长，安培力越大．
．
（2）通过实验二的对比探究，可以得到安培力的方向与
磁场
磁场
方向、
电流
电流
方向有关；且三者方向的关系是：当I⊥B时，
F⊥I，F⊥B
F⊥I，F⊥B
．
（3）通过实验一的对比探究，能否得出安培力大小的计算公式？
不能
不能
（填“能”或“不能”）通过实验二的对比探究，能否得出安培力方向的规律--左手定则？
能
能
（填“能”或“不能”）
（2013?南开区二模）（1）如图1为“电流天平”，可用于测定磁感应强度．在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数n=5匝，底边cd长L=20cm，放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直．当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时：调节砝码使天平平衡．若保持电流大小不变；使电流方向反向，则要在天平右盘加质量m=8.2g的砝码，才能使天平再次平衡．则cd边所受的安培力大小为
4.1×10-2
4.1×10-2
N，磁场的磁感应强度B的大小为
0.41
0.41
T．（g=10m/s2）

（2）某同学设计了如图2所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d．开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此
表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．
①木板的加速度可以用d、t表示为a=
2d
t2
2d
t2
；
②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数的关系．图3中能表示该同学实验结果的是
C
C
；
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是
BC
BC
．
A．可以改变滑动摩擦力的大小        B．可以更方便地获取多组实验数据
C．可以比较精确地测出摩擦力的大小  D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
（3）在练习使用多用表的实验中，某同学连接的电路如图4所示．
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，闭合电键S，此时测得的是通过
R1
R1
的电流；
②若断开电路中的电键S，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是
R1+R2
R1+R2
的电阻；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键S，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是
R2
R2
两端的电压；
④在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若
D
D

A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．测量时发现指针向左偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×l0”倍率测量时发现指针位于20与30 正中间，则测量值等于250Ω
D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大．
（2010?浙江模拟）Ⅰ．（1）图1是探究加速度与力、质量关系的实验示意图．根据某次实验记录的数据，作出a-F图线如图2所示，图线不经过原点的原因是
平衡摩擦力时木板倾角太大
平衡摩擦力时木板倾角太大
；平衡摩擦时，主要是平衡了
小车与木板
小车与木板
之间及
纸带与打点计时器
纸带与打点计时器
之间的摩擦．

（2）几位同学分析所得到的a-F图线不是一条直线的原因后，重新设计了一个实验如图3所示，滑块M放在气垫导轨上，并在滑块上固定一个速度传感器，力传感器固定在另一水平台子上，分别与两台电脑相连，气垫导轨连上气泵并调成水平．多次改变钩码m的质量，由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值．则下列说法中正确的是
A
A

A．由于空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦很小，可以得出a∝F的结论，图线是倾斜的直线
B．力传感器测得的力F=
mg
2
，在实验时应确保钩码的质量m远小于滑块的质量M
C．除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外，动滑轮C的质量是实验最大的误差来源
D．实验中测出加速度a的值不可能大于重力加速度g
Ⅱ．测量小灯泡伏安特性曲线的实验
（1）实验时使用的电压表是新到的，发现电压表的两个接线柱间被一根细裸铜线缠绕，其原因是
线圈在磁场中切割磁感线，产生阻碍线圈转动的安培力，从而减小指针的摆动幅度，保护电表．
线圈在磁场中切割磁感线，产生阻碍线圈转动的安培力，从而减小指针的摆动幅度，保护电表．
．
（2）下面表格是在实验时所记录的数据．试在图4的坐标图中画出小灯泡I-U图线，并在虚线框内画出实验电路图．
I/A 0 0.15 0.22 0.26 0.30 0.33 0.36 0.38 0.40
U/V 0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
（3）将该小灯泡与R=5.0Ω的标准电阻串联在内阻不计、电动势E=3.0V的电源上时，小灯泡的电功率P=
0.43
0.43
W．

（18分）某研究性小组的同学在探究安培力的大小和方向与哪些因素有关时，设计了以下实验.

实验一：利用如图所示的安培力演示器探究影响安培力大小的因素.

第一步，当通电导线长度l和磁场B一定，调节滑动变阻器的滑片改变电流I，观察结果：指针发生偏转，且偏转角度随电流I增大而增大；

第二步，当电流I和磁场B一定，改变导线的长度l，观察结果：指针偏转的角度随导线长度l的增大而增大；

第三步，当电流I和导线长度l一定，更换磁铁，观察结果：指针偏转的角度随磁铁磁感应强度B的增大而增大.

实验二：利用安培力演示器对安培力的方向进行对比探究.

先后按照下表实验序号1、2、3的图例做实验，观察到的相关现象已分别记录在对应的图例下方的表格里.

实验序号

I

2

3

图例

磁场方向

竖直向下

竖直向下

竖直向上

电流方向

水平向里

水平向外

水平向外

受力方向

水平向左

水平向右

水平向左

　

（1）通过实验一的对比探究，可以得到影响安培力大小的因素有： 导线长度l、_____________和　　　　　　　 ；且安培力大小与这些因素的定性关系是：若l越大 ，　　　　　 ， 　　　　　　 ，则F越大.

（2）通过实验二的对比探究，可以得到安培力的方向与电流方向、　　　　 方向有关；且三者方向的关系是：当I⊥B时，___________，_____________.

　 （3）通过实验一的对比探究，能否得出安培力大小的计算公式？___________（填“能”或“不能”）；通过实验二的对比探究，能否得出安培力方向的规律――左手定则？___________（填“能”或“不能”）

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