Question

13．物理興趣小組嘗試用圖甲所示的小羅盤(pán)估測(cè)直線(xiàn)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，方法如圖乙所示，調(diào)整羅盤(pán)，使小磁針靜止時(shí)N極指向羅盤(pán)上的零刻度（即正北方向），在羅盤(pán)正上方沿南北放置一通電導(dǎo)線(xiàn)，此時(shí)羅盤(pán)上的小磁針將轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，如圖，
（1）導(dǎo)線(xiàn)中電流方向是由北向南（填“由南向北”或“由北向南”）
（2）若已知地磁場(chǎng)的水平分量R₂，計(jì)算羅盤(pán)上方直線(xiàn)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．

Answer 1

分析 （1）小磁針靜止時(shí)N極的指向即為磁場(chǎng)方向，由安培定則判斷導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向．
（2）當(dāng)小磁針的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，是地球的磁場(chǎng)與電流磁鐵的磁場(chǎng)的合成，根據(jù)矢量合成的方法計(jì)算即可．

解答 解：（1）在羅盤(pán)正山方沿南北放置一通電導(dǎo)線(xiàn)，此時(shí)羅盤(pán)上的小磁針向東偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)向東，由安培定則判斷知導(dǎo)線(xiàn)中電流方向是由北向南．
（2）磁針指向?yàn)楹洗艌?chǎng)方向，知道了地磁場(chǎng)的水平分量B₂，根據(jù)矢量合成法則可知只要知道羅盤(pán)上指針的偏轉(zhuǎn)角，即可求出羅盤(pán)所在處電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．
由幾何關(guān)系可知：tanθ=$\frac{B}{{B}_{2}}$，因此有：B=B₂tanθ
故答案為：（1）由北向南．（2）B₂tanθ．

點(diǎn)評(píng) 該題考查磁場(chǎng)的合成與分解，要知道磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，要使用平行四邊形定則進(jìn)行合成與分解．