Question

如圖所示，一根重G=0.2N、長(zhǎng)L=0.5m的均勻金屬棒ab，將此通電導(dǎo)體放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體兩端a、b懸掛于兩完全相同的彈簧下端，當(dāng)導(dǎo)體中通以I=2A的電流時(shí)，兩根彈簧比 原長(zhǎng)各縮短了△x=0.01m．已知彈簧的勁度系數(shù)k=10N/m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向水平向外．
（1）試分析比較安培力F與重力G大小關(guān)系；
（2）指出導(dǎo)線中電流的方向；
（3）計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．

Answer 1

（1）由題意知通電后彈簧比原長(zhǎng)縮短了，說(shuō)明安培力方向向上，ab桿受彈力方向向下，有F_B=G+2F
        所以F＞G
   （2）通電后，安培力的方向是豎直向上的，
      根據(jù)左手定則知導(dǎo)線中電流的流向應(yīng)為b→a
   （3）由題意知，桿ab在重力G、安培力F_B和彈力F作用下受力平衡，即：
       F_B=G+2F
      又F_B=BLI
       F=k△x
代入數(shù)據(jù)解得：B=0.4T
故磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.4T．