题目内容

为了探究通电长直导线(足够长)产生的磁场的磁感应强度B与导线上电流I和距该导线的距离r间的关系,某探究小组设计了如图所示的实验:一根固定通电长直导线通以可调节的电流I,一根可以自由运动的短导线与之平行,通以恒定的电流I0.实验方法为控制变量法.
(1)保持距离r不变,调节电流I,测出短导线所受磁场力F,实验数据如下:
实验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 5.0 10 15 20 25
磁场力F/×10-6N 4.01 8.00 11.98 15.96 20.02
(2)保持电流I不变,调节距离r,测出短导线所受磁场力F,实验数据如下:
实验次数 1 2 3 4 5
距离r/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
磁场力F/×10-6N 12.0 5.95 4.1 3.0 2.4
在误差允许的范围内,由以上数据可初步归纳出B与I及r的关系是(  )
分析:表格1是保持距离r不变,研究F与I的关系;表格2是保持电流I不变,研究F与r的关系;由于F=BIL,故B∝F.
解答:解:由于F=BIL,故B∝F
(1)表格1是保持距离r不变,研究F与I的关系,可以看出电流增加为n倍时,F也增加为n倍,说明F∝I;
(2)表格2是保持电流I不变,研究F与r的关系,可以看出当r增加为n倍时,F减小为
1
n
,说明F∝
1
r

故:B∝F,F∝
I
r

即B∝
I
r

故选:B.
点评:本题关键是采用控制变量法研究B、I、r的关系,分析表格数据时注意近似处理.
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