題目列表(包括答案和解析)
某試驗小組為了探究通電長直導線產(chǎn)生的磁場的磁感應強度B與導線上電流強度I0和距離r間的關系,設計了如圖11-1-10所示的試驗:一根固定通電長直導線通以可調(diào)節(jié)的電流強度I0,一根可以自由運動的短導線與之在同一平面內(nèi),通以恒定的電流I=2A,長度L=0.1m,應用控制變量法:(1)使兩導線距離r保持不變,調(diào)節(jié)長直導線中的電流強度I0,測得相應的磁場力F,得到如下實驗數(shù)據(jù):
試驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
電流強度I0/A | 5.0 | 10 | 15 | 20 | 25 |
磁場力F/×10-4N | 1.01 | 2.00 | 2.98 | 3.96 | 5.02 |
磁感應強度B/×10-3T |
填充上述表格中的磁感應強度B一欄的值,并歸納磁感應強度B和產(chǎn)生磁場的長直導線上的電流I0的關系是______________.
(2)使長直導線中的電流強度I0保持不變,調(diào)節(jié)短導線與之的距離r,測得相應的磁場力F,得到如下實驗數(shù)據(jù):
試驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
距離r/m | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 |
磁場力F/×10-4N | 12.0 | 5.9 | 4.1 | 3.0 | 2.4 |
磁感應強度B/×10-3T |
填充上述表格中的磁感應強度B一欄的值,并歸納磁感應強度B和空間位置與長直導線間的距離r的關系是______________.
如圖所示,質(zhì)量為0.05kg,長l=0.1m的銅棒,用長度也為l的兩根輕軟導線水平懸掛在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B=0.5T.不通電時,輕線在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°,求此棒中恒定電流多大?(不考慮棒擺動過程中產(chǎn)生的感應電流,g取10N/kg)
同學甲的解法如下:對銅棒受力分析如圖所示:
當最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時,棒受力平衡,有:
FTcosθ=mg,FTsinθ=F安=BIl
得I==A=7.5A
同學乙的解法如下:
F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2
重力做功:
WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)
由動能定理得:WF+WG=0
代入數(shù)據(jù)解得:I=A≈5.56A
請你對甲、乙兩同學的解法作出評價:若你對兩者都不支持,則給出你認為正確的解答.
如圖所示,質(zhì)量為0.05kg,長l=0.1m的銅棒,用長度也為l的兩根輕軟導線水平懸掛在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B=0.5T.不通電時,輕線在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°,求此棒中恒定電流多大?(不考慮棒擺動過程中產(chǎn)生的感應電流,g取10N/kg)
同學甲的解法如下:對銅棒受力分析如圖所示:
當最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時,棒受力平衡,有:
FTcosθ=mg,FTsinθ=F安=BIl
得I==A=7.5A
同學乙的解法如下:
F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2
重力做功:
WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)
由動能定理得:WF+WG=0
代入數(shù)據(jù)解得:I=A≈5.56A
請你對甲、乙兩同學的解法作出評價:若你對兩者都不支持,則給出你認為正確的解答.
某試驗小組為了探究通電長直導線產(chǎn)生的磁場的磁感應強度B與導線上電流強度I0和距離r間的關系,設計了如圖11-1-10所示的試驗:一根固定通電長直導線通以可調(diào)節(jié)的電流強度I0,一根可以自由運動的短導線與之在同一平面內(nèi),通以恒定的電流I=2A,長度L=0.1m,應用控制變量法:(1)使兩導線距離r保持不變,調(diào)節(jié)長直導線中的電流強度I0,測得相應的磁場力F,得到如下實驗數(shù)據(jù):
試驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
電流強度I0/A | 5.0 | 10 | 15 | 20 | 25 |
磁場力F/×10-4N | 1.01 | 2.00 | 2.98 | 3.96 | 5.02 |
磁感應強度B/×10-3T |
填充上述表格中的磁感應強度B一欄的值,并歸納磁感應強度B和產(chǎn)生磁場的長直導線上的電流I0的關系是______________.
(2)使長直導線中的電流強度I0保持不變,調(diào)節(jié)短導線與之的距離r,測得相應的磁場力F,得到如下實驗數(shù)據(jù):
試驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
距離r/m | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 |
磁場力F/×10-4N | 12.0 | 5.9 | 4.1 | 3.0 | 2.4 |
磁感應強度B/×10-3T |
填充上述表格中的磁感應強度B一欄的值,并歸納磁感應強度B和空間位置與長直導線間的距離r的關系是______________.
如圖所示,質(zhì)量為0.05kg,長l=0.1m的銅棒,用長度也為l的兩根輕軟導線水平懸掛在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B=0.5T.不通電時,輕線在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°,求此棒中恒定電流多大?(不考慮棒擺動過程中產(chǎn)生的感應電流,g取10N/kg)
同學甲的解法如下:對銅棒受力分析如圖所示:
當最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時,棒受力平衡,有:
FTcosθ=mg,FTsinθ=F安=BIl
得I==A=7.5A
同學乙的解法如下:
F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2
重力做功:
WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)
由動能定理得:WF+WG=0
代入數(shù)據(jù)解得:I=A≈5.56A
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