Question

如圖所示的天平可用來測定磁感應(yīng)強(qiáng)度B．天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為L，共N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面．當(dāng)線圈中通有電流I（方向如圖）時，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m₁、m₂的砝碼，天平平衡．當(dāng)電流反向（大小不變）時，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡．由此可知（　　）

• A．B方向垂直紙面向里，大小為

  ( m1-m2)g

  NIL

• B．B的方向垂直紙面向里，大小為

  mg

  2NIL

• C．B的方向垂直紙面向外，大小為

  ( m1-m2)g

  NIL

• D．B的方向垂直紙面向外，大小為

  mg

  2NIL

Answer 1

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

解答：解：A、B的方向垂直紙面向里，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m₁、m₂的砝碼，天平平衡．因?yàn)榫�框也是有質(zhì)量的，設(shè)右邊的線框質(zhì)量為m₀₂，根據(jù)平衡有：NBIL=（m₁-m₀₂-m₂）g，解得B=

(m1-m2-m02)g

NIL

．故A錯誤．
B、當(dāng)B的方向垂直紙面向里，開始線圈所受安培力的方向向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當(dāng)于右邊少了兩倍的安培力大小，所以右邊應(yīng)加砝碼，有mg=2NBIL，所以B=

mg

2NIL

．故A錯誤，B正確．
    C、當(dāng)B的方向垂直紙面向外，開始線圈所受安培力的方向向向上，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向下，相當(dāng)于右邊多了兩倍的安培力大小，需要在左邊加砝碼．故C、D錯誤．
故選B．

點(diǎn)評：解決本題的關(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．