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某研究性小组的同学在探究安培力的大小和方向与哪些因素有关时,设计了以下实验.实验一:利用如图所示的安培力演示器探究影响安培力大小的因素.第一步,当通电导线长度l和磁场B
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实验一:利用如图所示的安培力演示器探究影响安培力大小的因素.
第一步,当通电导线长度l和磁场B一定,调节滑动变阻器的滑片改变电流I,观察结果:指针发生偏转,且偏转角度随电流I增大而增大;
第二步,当电流I和磁场B一定,改变导线的长度l,观察结果:指针偏转的角度随导线长度l的增大而增大;
第三步,当电流I和导线长度l一定,更换磁铁,观察结果:指针偏转的角度随磁铁磁感应强度B的增大而增大.
实验二:利用安培力演示器对安培力的方向进行对比探究.
先后按照下表实验序号1、2、3的图例做实验,观察到的相关现象已分别记录在对应的图例下方的表格里.
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
图例 | ![]() | ![]() | ![]() |
磁场方向 | 竖直向下 | 竖直向下 | 竖直向上 |
电流方向 | 水平向里 | 水平向外 | 水平向外 |
受力方向 | 水平向左 | 水平向右 | 水平向左 |
(2)通过实验二的对比探究,可以得到安培力的方向与电流方向、______方向有关;且三者方向的关系是:当I⊥B时,______,______.
(3)通过实验一的对比探究,能否得出安培力大小的计算公式?______(填“能”或“不能”);通过实验二的对比探究,能否得出安培力方向的规律--左手定则?______(填“能”或“不能”)
▼优质解答
答案和解析
(1)实验一中,通电直导线在安培力作用下使指针发生偏转,且偏转角度越大,说明导线所受安培力越大.当通电导线长度和磁场一定时,改变电流,偏转角度相应变化,说明安培力的大小与电流有关,偏转角度随电流增大而增大,进一步说明,电流越大,安培力越大;同理,可以得到影响安培力大小的因素还有磁场、导线长度,且磁性越强(磁场越强),直导线越长,安培力越大.
(2)实验二中:图例1与图例2对比,当磁场方向相同,改变电流方向时,安培力方向发生变化;图例2与图例3对比,当电流方向相同,改变磁场方向时,安培力方向发生变化.说明安培力的方向与磁场方向、电流方向都有关;当导线垂直放入磁场中,安培力不仅垂直电流的方向,也垂直磁场的方向.
(3)实验一是一个定性探究实验,不能得出安培力大小的计算公式.实验二则可以得出安培力方向的判定规律--左手定则;
故答案为:(1)电流I,磁感应强度B;I越大,B越大.
(2)磁感应强度B,F⊥I,F⊥B
(3)不能,能.
(2)实验二中:图例1与图例2对比,当磁场方向相同,改变电流方向时,安培力方向发生变化;图例2与图例3对比,当电流方向相同,改变磁场方向时,安培力方向发生变化.说明安培力的方向与磁场方向、电流方向都有关;当导线垂直放入磁场中,安培力不仅垂直电流的方向,也垂直磁场的方向.
(3)实验一是一个定性探究实验,不能得出安培力大小的计算公式.实验二则可以得出安培力方向的判定规律--左手定则;
故答案为:(1)电流I,磁感应强度B;I越大,B越大.
(2)磁感应强度B,F⊥I,F⊥B
(3)不能,能.
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