Question

1．利用图示装置可以测定匀强磁场的磁感应强度B．已知单匝矩形线圈宽为L，磁场垂直于纸面，当线圈中通以方向如图所示的电流I时，天平如图示那样平衡．当电流大小不变，方向改变时，在右边再加质量为m的砝码后，天平才重新平衡．试求出磁感应强度的大小和方向．

Answer 1

分析 天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力大小不变，方向反向，右边相当于多了两倍的安培力大小，判断出原来安培力的方向，根据左手定则判断磁场的方向．

解答 解：由题意知开始安培力方向为竖直向下，
据左手定则知B的方向垂直纸面向里．
设线圈重力为G，单匝矩形线圈受到安培力为 F=BIL
电流为图示方向时：m₁g=m₂g+G+F
电流反向时：m₁g=m₂g+G+mg-F
解以上两式得 $B=\frac{mg}{2IL}$
答：磁感应强度的大小为$\frac{mg}{2IL}$，方向垂直纸面向里

点评 解决本题的关键掌握安培力方向的判定，以及会利用天平平衡条件去求解问题，注意线圈有N匝，则安培力大小含有N．