Question

【題目】用兩個(gè)一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通以自左向右的電流（如圖所示），當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤的讀數(shù)為F1；若將棒中的電流方向反向（大小保持不變），當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤的示數(shù)為F2 ， 且F2＞F1 ， 根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)，試求：

（1）磁場(chǎng)的方向；
（2）安培力的大��；
（3）銅棒的重力．

Answer 1

【答案】
（1）

解：因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí)，彈簧秤的讀數(shù)F2＞F1，所以可以知道電流自左向右時(shí)，導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力方向向上，根據(jù)左手定則可以確定磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮?/span>

答：磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里；

（2）

解：令銅棒的重力為G，安培力的大小為F，則由平衡條件得：

2F1=G﹣F ①

當(dāng)電流反向時(shí)，磁場(chǎng)力變?yōu)樨Q直向下，此時(shí)同樣根據(jù)導(dǎo)體棒平衡有：

2F2=G+F ②

由①和②可得：

棒的重力G=F1+F2

答：安培力的大小：F=F2﹣F1

（3）

解：安培力F的大小F=F2﹣F1

答：銅棒的重力F=F2+F1

【解析】由題意知，導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力方向在豎直方向，因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí)磁場(chǎng)力同樣反向，又因?yàn)榉聪驎r(shí)，彈簧秤讀數(shù)增大，由此可知電流自左向右時(shí)，導(dǎo)體棒受磁場(chǎng)力方向向上，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．因?yàn)殡娏鞣聪颍�磁�?chǎng)力只改變方向，不改變大小，根據(jù)導(dǎo)體棒的平衡可以求出安培力的大小表達(dá)式．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解安培力(安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零)．