Question

如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧下端掛有匝數(shù)為n的矩形線框abcd，bc邊長(zhǎng)為l，線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小設(shè)為B，方向與線框平面垂直，在圖中垂直于紙面向里，線框中通以電流I，方向如圖11所示．開(kāi)始時(shí)線框處于平衡狀態(tài)．令磁場(chǎng)反向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B，線框達(dá)到新的平衡．在此過(guò)程中線框位移的大小是x，位移的方向

 

，用此實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)出B=

 

．

Answer 1

分析：先對(duì)原磁場(chǎng)下的線框進(jìn)行受力分析列受力平衡的方程，然后對(duì)方向改變后的磁場(chǎng)中的線框進(jìn)行受力分析列受力平衡的方程，求出彈簧的彈力之差

解答：解：當(dāng)存在垂直于紙面向里的磁場(chǎng)時(shí)，由左手定則判斷線框所受安培力向上，根據(jù)受力平衡：
F₁+nBIL=mg
當(dāng)改為向外的磁場(chǎng)后，線框所受安培力向下，則位移向下：
F₂=mg+nBIL
此過(guò)程中線框位移的大小x=

F2-F1

k

=

2nBIL

k

所以磁場(chǎng)B=

kx

2 nIL

故答案為：向下；

kx

2 nIL

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了安培力方向的判斷以及胡克定律，難度不大，注意左手定則與右手定則的區(qū)別．