Question

3．利用如圖所示的試驗裝置可以測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；用絕緣輕質(zhì)細(xì)線把底邊長為L、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，將線框置于待測磁場中（可視為勻強(qiáng)磁場），線框平面與磁場方向垂直，用輕質(zhì)導(dǎo)線在連接線框與直流電源，電源電阻不計，電動勢可調(diào)，導(dǎo)線的電阻忽略不計；當(dāng)外界拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時，力敏傳感器會顯示拉力的大小為F；當(dāng)線框接電動勢為E₁時，力敏傳感器顯示拉力的大小為F₁； 當(dāng)線框接電動勢為E₂時，力敏傳感器顯示拉力的大小為F₂；下列說法正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)線框接電動勢為E₁的電源時所受安培力的大小為F₁
• B． 當(dāng)線框接電動勢為E₂的電源時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． 待測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）R}{（{E}_{2}-{E}_{1}^{\;}）L}$
• D． 待測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）R}{（{E}_{1}-{E}_{2}）L}$

Answer 1

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

解答 解：A、對長為L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)共點力平衡可知，F(xiàn)₁=mg+F_安，故A錯誤；
B、對長為L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)共點力平衡可知F₂=mg+F′_安，線框接電動勢為E₂的電源時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錯誤；
C、當(dāng)接E₁時，回路中電流${I}_{1}=\frac{{E}_{1}}{R}$，受到的安培力F_1安=BI₁L，根據(jù)共點力平衡可知F₁=mg+F_1安
當(dāng)接E₂時，回路中電流${I}_{2}=\frac{{E}_{2}}{R}$，受到的安培力，根據(jù)共點力平衡可知F₂=mg+F_2安
聯(lián)立解得B=$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）R}{（{E}_{1}-{E}_{2}）L}$，故C錯誤，D正確
故選：D

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