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  3. 案例1 下面是一道作业题及某同学的实验解答。 题目：一种可测量磁感应强度

案例1 下面是一道作业题及某同学的实验解答。 题目：一种可测量磁感应强度

免费题库2022-08-02  41
问题 案例1 下面是一道作业题及某同学的实验解答。 题目：一种可测量磁感应强度的实验装置如图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上。此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB两端通过柔软的软质导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L。 求：(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大  (2)求铜条匀速直线运动时所受安培力的大小与磁感应强度的大小。(2)针对出错的原因设计教学片段，帮助学生正确分析和解决此类问题。
选项
答案
解析 (1)错误之处在于铜条切割磁感线受到的向上的安培力而认为测力计也受到向上的力，没有搞清楚测力计受到的力应该是磁铁施加的，不会正确运用牛顿第三定律的作用力和反作用力大小相等、方向相反对物体进行受力分析而导致出错。
(2)教师：首先这道题让我们求磁铁的磁感应强度，并把它放在测力计上，如果我们直接把它放在测力计上，能测出磁感应强度吗  
学生：不能。
教师：那能测出什么物理量的大小呢  
学生：可以测出磁铁的重力。
教师：对，如果我给磁铁一个向上的力或向下的力，测力计的示数会改变吗  
学生：会。受到向下的力，测力计示数就会增大。
教师：为了测出磁感应强度的大小，这道题目中让一个接在闭合回路上的铜条在磁铁中竖直向下运动，测力计示数竟然发生了变化，这是为什么呢  
学生：因为铜条切割磁感线会受到向上的安培力的作用。
教师：铜条受到安培力的作用，为什么测力计示数会发生变化呢  
学生：那肯定是磁铁受力了测力计示数才会发生变化。
教师：对，我们知道力的作用是相互的．铜条受到向上的安培力，那么谁会受到向下的力呢  
学生：磁铁。
教师：很好，由牛顿第三定律可知，铜条受到磁场对它向上的安培力的作用，那么磁铁也会受到一个向下的力的作用，所以，测力计的示数才会发生变化。
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