Question

如甲圖所示，一根水平金屬絲置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，與豎直放置的導(dǎo)軌有良好的接觸，不計(jì)金屬絲與導(dǎo)軌間的摩擦．可變電源可以提供任一方向的電流．金屬絲由質(zhì)量不計(jì)的棉線與彈簧秤連接，可以沿豎直方向上下滑動(dòng)．彈簧秤在沒有任何負(fù)載時(shí)，讀數(shù)恰好為零．現(xiàn)測(cè)得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并作出如圖乙所示的圖象．
（1）在甲圖中，當(dāng)彈簧秤的讀數(shù)為零時(shí)，流過水平金屬絲的電流為______ A，方向?yàn)開_____（填順時(shí)針或逆時(shí)針）；
（2）在乙圖中，作出磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028202621985276899/SYS201310282026219852768026_ST/0.png">倍時(shí)的圖線．

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)彈簧秤示數(shù)為零時(shí)，重力與安培力平衡，則左手定則判斷電流的方向，根據(jù)圖象得出F=0時(shí)，電流的大�。�
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡得出彈簧彈力、重力和安培力的關(guān)系，得出表達(dá)式，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028202621985276899/SYS201310282026219852768026_DA/0.png">倍，再次根據(jù)平衡得出表達(dá)式，從而作出對(duì)應(yīng)的圖線．
解答：解：（1）當(dāng)彈簧秤示數(shù)為零時(shí)，知安培力與重力平衡，根據(jù)左手定則知安培力方向向上，則電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．根據(jù)圖象當(dāng)彈簧秤示數(shù)為零時(shí)，則電流的大小為-3.5A．
（2）根據(jù)平衡得，F(xiàn)=mg+BIL，通過圖象知，圖線的斜率等于BL，即BL=，即F=35+10I，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028202621985276899/SYS201310282026219852768026_DA/2.png">倍，則斜率等于5，圖線的表達(dá)式為F=5I+35．圖象如圖所示．
故答案為：（1）-3.5A，順時(shí)針方向．
（2）如圖所示．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵通過共點(diǎn)力平衡得出F與I的表達(dá)式，以及掌握左手定則判斷安培力的方向．