题目内容
如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关．此外还有细沙、天平和若干轻质导线．已知重力加速度为g．先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1． 闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2＞m1．
（1）磁感应强度B大小为
（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，则U形金属框D
分析：（1）根据平衡条件，安培力等于拉力的差，列式求解；
（2）平衡后，增加电阻，会减小电流，减小安培力，产生加速度，根据牛顿第二定律列方程求解加速度．
（2）平衡后，增加电阻，会减小电流，减小安培力，产生加速度，根据牛顿第二定律列方程求解加速度．
解答：解：（1）电键闭合后，需要再右侧加砝码，故安培力向下，故磁场方向垂直向外，根据平衡条件，有：
（m2-m1）g=BIL
根据闭合电路欧姆定律，有：
E=I（r+r）
联立解得：B=
（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，电流减小，安培力减小，故合力向上，会向上加速，根据牛顿第二定律，有：
（m2-m1）g-BI′L=ma
根据闭合电路欧姆定律，有：
E=I′（r+2r）
解得：a=
；
故答案为：（1）
，向外；（2）向上，
．
（m2-m1）g=BIL
根据闭合电路欧姆定律，有：
E=I（r+r）
联立解得：B=
| 2r(m2-m1)g |
| EL |
（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，电流减小，安培力减小，故合力向上，会向上加速，根据牛顿第二定律，有：
（m2-m1）g-BI′L=ma
根据闭合电路欧姆定律，有：
E=I′（r+2r）
解得：a=
| (m2-m1)g |
| 3(m1+m2) |
故答案为：（1）
| 2r(m2-m1)g |
| EL |
| (m2-m1)g |
| 3(m1+m2) |
点评：本题关键是对U型线框受力分析，根据平衡条件求磁感应强度，根据牛顿第二定律列方程求解加速度．
练习册系列答案
相关题目
（2008?徐州三模）如图所示，虚线框内存在着匀强电场（方向未知），一质子从bc边上的M点以速度v0射进电场内，最后从cd边上的Q点飞出电场．下列说法不正确的是（ ）
（2012?崇明县二模）如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三个电阻的阻值之比R1：R2：R3=1：2：3，电路中导线的电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合回路中感应电流为I；当S2、S3闭合，S1断开时，闭合回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合回路中感应电流为（ ）
如图所示，虚线框内存在匀强磁场，将正方形闭合导线框从如图所示的位置匀速拉出磁场，若第一次拉出时间为t，克服安培力做功为W1；第二次拉出时间为3t，克服安培力做功为W2，则（ ）| A、W1=9W2 | ||
| B、W1=3W2 | ||
| C、W1=W2 | ||
D、W1?
|
如图所示，虚线框内存在着沿纸面方向的匀强电场（具体方向未画出），一质子从bc边上的M点以速度v0垂直于bc边射入电场，只在电场力作用下，从cd边上的Q点飞出电场．下列说法正确的是（ ）