高考物理母题解读（九）磁场母题2磁感应强度的测量.doc

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1、高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题2、磁感应强度的测量【解法归纳】测量磁感应强度可以利用安培力、磁场能量、磁敏电阻、电流天平等。典例：（2012·新课标理综）且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米

2、尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空。①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反

3、之，磁感应强度方向垂直纸面向里。6【针对训练题精选解析】1如图1所示的天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝。线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有如图所示的电流时，在天平两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边需再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为6由上述各式解得B＝所以，正确答案是D。图42（2002·上海物理）

4、磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为,式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图4所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝＿＿＿＿＿＿＿＿。3如图2所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置。截面是正方形的长方体绝缘容器内部高为L，厚为d，容器左右两侧等高处装有两根完全相同的开口向上的竖直管子a、b，容器上下装有电极C（正极）和D（负

5、极），并经过开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体密度为ρ。将容器置于一匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里，当开关S断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同；当开关S闭合后，竖直管子a、b中的液面出现高度差h，电路中电流表的读数为I，则匀强磁场的磁感应强度为。3【答案】ρghd/I。【解析】开关S闭合后，导电液体中电流方向竖直向下（由C到D），根据左手定则，导电液体要受到水平向右的安培力作用，在液体中产生附加压强p，这样，竖直管子a、b6中的液面出现高度差h。由电路中电流表的读数为I可知导电液体所受安培力F=BIL，在液体中产生附加压强p=F/S==BI/d。由竖直管子a、

6、b中的液面出现高度差h可得p=ρgh，联立解得强磁场的磁感应强度为B=ρghd/I。实验次数电流I（A）磁感应强度B（´10－3T）10.50.6221.01.2531.51.8842.02.5152.53.12（2）调节可变电阻R，多次改变电流并拨动K，得到A中电流I和磁感应强度B的数据，见右表。由此可得，螺线管A内磁感应强度B与电流I的关系式为B＝__________。（3）（多选题）为了减少实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有（）（A）适当增加试测线圈的匝数N（B）适当增大试测线圈的横截面积S（C）适当增大可变电阻R的阻值（D）适当延长拨动开关的时间4【答案】（1）

7、（2）B＝1.25´10－3I（3）A、B【解析】：（1）将K从位置1拨到位置2，小试测线圈P中磁通量变化量△Φ=2BS，又Dφ＝dm/N△Φ，两式联立解得试测线圈所在处的磁感应强度的大小为B＝。（2）由表中实验数据可知，B与I成正比，故设B=kI，其中k为常数。根据表中数据可计算出k=1.25´10－3T/A，由此可得，螺线管A内磁感应强度B与电流I的关系式为B=1.25´10－3I。（3）要提高测量的准确性，需要增大冲击电流计D的最大偏转距离为dm，由Dφ＝dm/N△Φ和△Φ=2BS可得