Question

15．某研究性小组的同学们为了测定磁极间的磁感应强度，设计了如下的实验，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，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．水平直铜条AB的两端通过导线与一电源连接成闭合回路，直铜条AB在磁场中的长度为L、AB的电阻为R，电源电动势为E，内阻为r．在开关S闭合前电子测力计的计数为F₁，开关S闭合后电子测力计的计数为F₂．
（1）开关S闭合后，铜条所受的安培力的大小为F₁-F₂．
（2）方向向下．
（3）磁极间的磁感应强度大小B=$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）（R+r）}{EL}$．

Answer 1

分析 （1）根据共点力平衡即可求得受到的安培力大小
（2）根据左手定则判断出安培力方向；
（3）有F=BIL求得磁感应强度

解答 解：（1）根据共点力平衡可知，铜导线受到的安培力为：F=F₁-F₂
（2）根据左手定则可知，安培力方向向下，根据闭合电路的欧姆定律可知：I=$\frac{E}{R+r}$
（3）由F=BIL可得：B=$\frac{F}{IL}=\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）（R+r）}{EL}$
故答案为：（1）F₁-F₂，（2）向下；（3）$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）（R+r）}{EL}$

点评 本题是简单的力电综合问题，结合闭合电路欧姆定律、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．