Question

將一架物理天平調(diào)節(jié)好平衡，然后將質(zhì)量為m=2×10^-2kg的矩形線圈abcd掛在天平托盤底部，底邊bc置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，bc=2cm，如圖所示．在天平左盤加上適當(dāng)?shù)捻来a，使天平重新平衡．現(xiàn)在給線圈通以電流，電流方向?yàn)閍dcba，大小為10A，發(fā)現(xiàn)這時(shí)要在天平左盤上再加上適當(dāng)?shù)捻来a，才能使天平再一次重新平衡，最終左盤砝碼的總質(zhì)量為M=6×10^-2kg．求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．（g=10m/s²）

Answer 1

分析：根據(jù)開始天平處于平衡狀態(tài)可知左盤中砝碼重力等于右盤中砝碼重力，當(dāng)通入電流時(shí)，bc邊所受安培力方向豎直向下，對于兩種狀態(tài)根據(jù)受力平衡列方程即可正確求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．

解答：解：當(dāng)線圈中通入電流后，右盤矩形線圈abcd受到的安培力為F=BIL，方向向下，此時(shí)根據(jù)天平處于平衡狀態(tài)有：Mg=mg+BIL，
所以有：B=

Mg-mg

IL

=

(0.06-0.02)×10

10×0.02

=2T
答：磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T．

點(diǎn)評：本題屬于簡單基礎(chǔ)題目，解決本題的關(guān)鍵掌握安培力的大小公式F=BIL，根據(jù)平衡關(guān)系列方程，同時(shí)根據(jù)左手定則判斷磁場、電流、安培力之間的方向關(guān)系．