Question

1．如下圖所示為電流天平，可用來測量勻強磁場的磁感應強度．天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，線圈匝數(shù)為N，水平邊長為L，線圈的下部處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面．當線圈中通有電流I （方向如圖）時，在天平左、右兩邊各加上一定質(zhì)量的砝碼，天平平衡．當電流反向（大小不變）時，左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡．由此可知磁感應強度大小為$\frac{mg}{2NIL}$，方向垂直紙面向外．

Answer 1

分析 天平平衡后，當電流反向（大小不變）時，安培力方向反向，則右邊相當于多了或少了兩倍的安培力的大小．

解答 解：設線框質(zhì)量為${m}_{0}^{\;}$，電流沒有反向時，安培力向上，根據(jù)平衡條件有${m}_{1}^{\;}g={m}_{2}^{\;}g+{m}_{0}^{\;}g-NBIL$①
電流反向后，安培力向下，根據(jù)平衡條件${m}_{1}^{\;}g+mg={m}_{2}^{\;}g+{m}_{0}^{\;}g+NBIL$②
聯(lián)立①②得，$B=\frac{mg}{2NIL}$
根據(jù)左手定則知，磁場方向垂直紙面向外
故答案為：$\frac{mg}{2NIL}$       垂直紙面向外

點評 本題考查安培力的計算及運用，解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，然后知道利用力的平衡去求解問題，此題題目較新穎．