Question

12．用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图所示），当棒静止时，弹簧秤的读数为F₁；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F₂，且F₂＞F₁，根据这两个数据，不能确定（　　）

• A． 磁场的方向
• B． 磁感强度的大小
• C． 安培力的大小
• D． 铜棒的重力

Answer 1

分析 由题意知，导体棒受到的磁场力方向在竖直方向，因为电流反向时磁场力同样反向，又因为反向时，弹簧秤读数增大，由此可知电流自左向右时，导体棒受磁场力方向向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里．因为电流反向，磁场力只改变方向，不改变大小，根据导体棒的平衡可以求出安培力的大小表达式．

解答 解：A、因为电流反向时，弹簧秤的读数F₂＞F₁，所以可以知道电流自左向右时，导体棒受到的磁场力方向向上，根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里，故A能确定；
B、由于电流大小不知，所以无法确定磁感应强度的大小，故B不能确定；
CD、令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：
2F₁=G-F   ①
当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有：2F₂=G+F    ②
由①和②可得：棒的重力G=F₁+F₂ 与安培力F的大小F=F₂-F₁
因此可确定安培力的大小与铜棒的重力，故CD能确定；
本题选不能确定的，故选：B．

点评 对铜棒的受力变化情况可以得到安培力的方向，能正确使用左手定则反推磁场方向，并能根据平衡条件列出平衡方程解出重力和安培力的大小．熟练掌握左手定则是解题的关键．