Question

4．圖示為等臂電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度，它的右臂掛在匝數(shù)為n的矩形線圈，線圈的水平邊長為L，處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B的方向與線圈平面垂直，當線圈中通過圖示方向的電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡，然后使電流反響，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂達到新的平衡．
（1）求磁感應(yīng)強度B；（用已知量和測量得到的量n、m、L、I表示）
（2）當n=10，L=12.0cm，I=0.10A，m=12.0g，g=9.8m/s²時，計算B的值．

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大小

解答 解：（1）根據(jù)平衡條件，有：
mg=2nBIL，
得：B=$\frac{mg}{2nIL}$．
（2）當n=10，L=12.0cm=0.12m，I=0.10A，m=12.0g=0.012kg，g=9.8m/s²時
B=$\frac{mg}{2nIL}$=0.49T
答：（1）導(dǎo)出用已知量和可測量n、m、L、I計算B的表達式$\frac{mg}{2nIL}$；
（2）當n=10，L=12.0cm=0.12m，I=0.10A，m=12.0g=0.012kg，g=9.8m/s²時，磁感應(yīng)強度是0.49T

點評 決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會利用力的平衡去求解問題