Question

3．利用如圖所示的試驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；用絕緣輕質(zhì)細(xì)線把底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的U形線框豎直懸掛在力敏傳感器的掛鉤上，將線框置于待測(cè)磁場(chǎng)中（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，用輕質(zhì)導(dǎo)線在連接線框與直流電源，電源電阻不計(jì)，電動(dòng)勢(shì)可調(diào)，導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)；當(dāng)外界拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時(shí)，力敏傳感器會(huì)顯示拉力的大小為F；當(dāng)線框接電動(dòng)勢(shì)為E₁時(shí)，力敏傳感器顯示拉力的大小為F₁； 當(dāng)線框接電動(dòng)勢(shì)為E₂時(shí)，力敏傳感器顯示拉力的大小為F₂；下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)線框接電動(dòng)勢(shì)為E₁的電源時(shí)所受安培力的大小為F₁
• B． 當(dāng)線框接電動(dòng)勢(shì)為E₂的電源時(shí)力敏傳感器顯示的拉力大小為線框所受安培力大小與重力大小之差
• C． 待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）R}{（{E}_{2}-{E}_{1}^{\;}）L}$
• D． 待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）R}{（{E}_{1}-{E}_{2}）L}$

Answer 1

分析 對(duì)導(dǎo)體棒受力分析根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可判斷出拉力等于重力加安培力；然后利用共點(diǎn)力平衡求得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

解答 解：A、對(duì)長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線受力分析，受到重力，拉力，和豎直向下的安培力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知，F(xiàn)₁=mg+F_安，故A錯(cuò)誤；
B、對(duì)長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線受力分析，受到重力，拉力，和豎直向下的安培力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知F₂=mg+F′_安，線框接電動(dòng)勢(shì)為E₂的電源時(shí)力敏傳感器顯示的拉力大小為線框所受安培力大小與重力大小之和，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)接E₁時(shí)，回路中電流${I}_{1}=\frac{{E}_{1}}{R}$，受到的安培力F_1安=BI₁L，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知F₁=mg+F_1安
當(dāng)接E₂時(shí)，回路中電流${I}_{2}=\frac{{E}_{2}}{R}$，受到的安培力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知F₂=mg+F_2安
聯(lián)立解得B=$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）R}{（{E}_{1}-{E}_{2}）L}$，故C錯(cuò)誤，D正確
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了在安培力作用下的共點(diǎn)力平衡，關(guān)鍵是判斷出安培力的大小和方向