Question

7．現有如下實驗器材：
天平一臺，各種質量砝碼若干
邊長為L、匝數為N的正方形線圈一個
直流電源一個
電流計一個
開關、電阻、細導線及固定裝置若干
請用以上器材設計一個可以精確測量勻強磁場磁感應強度的實驗．
要求：
（1）在虛線框內畫出實驗原理圖
（2）為了測量磁場磁感應強度需要測量哪些物理量？
（3）寫出計算磁感應強度的主要關系式．

Answer 1

分析 根據實驗原理設計電路圖，確定要測量的物理量，寫出實驗步驟，得出磁感應強度的表達式．

解答 解：（1）實驗裝置如圖所示，
（2）要測量的物理量：①電路中的電流I，②天平盤中添加砝碼的質量△m．
（3）可采用如下實驗步驟：①將電路閉合，電流表的讀數設為I，在某盤中（如右盤）放入合適砝碼使天平平衡，②將電流反向，這時需要在另一盤（如左盤）中放入質量為△m的砝碼使天平再次平衡．則2NIB=△mg，則B=$\frac{△mg}{2NI}$，采用如上使電流反向的測量方法可減小測量誤差，
答：（1）在虛線框內畫出實驗原理圖（見右上圖）
（2）為了測量磁場磁感應強度需要測量的物理量有：①電路中的電流I，②天平盤中添加砝碼的質量△m．
（3）寫出計算磁感應強度的主要關系式：$B=\frac{△mg}{2NI}$

點評 解決本題的關鍵是明確實驗原理，根據實驗原理設計合適的電路圖，通過本題平時一定要加強基礎知識的訓練、