Question

3．已知北京地面處的地磁場水平分量約為3×10^-5T，某校物理興趣小組做估測磁體附近磁感應強度的實驗，他們將一小羅盤磁針放在一個水平放置的螺線管的軸線上，如圖所示，小磁針靜止時N極指向y軸正方向，當接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向，請在圖上標明螺線管導線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產生的磁感應強度大小．（保留一位有效數字
                                

Answer 1

分析 根據安培定則，結合通電螺線管在小磁針處產生的磁場方向，即可判定導線的繞向；再依據矢量的合成法則，結合三角知識，即可求解．

解答 解：當不閉合開關時，因地磁場的作用，小磁針N極指向y軸的正方向，
當接觸開關時，因通電螺線管產生磁場，使得小磁針處的合磁場方向與y軸正方向成60°角；
因通電導線在小磁針方向的磁場沿著x軸正方向，
根據安培定則，可知，螺線管導線的繞向如圖所示；


小磁針受到的磁場疊加，如圖所示；
根據三角關系，則有：B₂=B₁tan60°=3$\sqrt{3}$×10^-5T≈5×10^-5T，
答：螺線管導線的繞向如上圖所示，該通電螺線管在小磁針處產生的磁感應強度大小5×10^-5T．

點評 考查安培定則的內容，掌握磁場的疊加原則，理解“發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向”是合磁場方向，是解決問題的關鍵，同時會利用三角知識求解．