Question

将一架物理天平调节平衡后，将质量为m=2×10^-2kg的矩形线圈abcd挂在天平右托盘底部，底边bc置于垂直纸面的匀强磁场中，bc=2cm，如右图所示．在天平左盘加上适当的砝码，使天平重新平衡．现在给线圈通以电流，电流方向为adcba，大小为10A，发现这时要在天平左盘上再加上适当的砝码，才能使天平再一次重新平衡，最终左盘砝码的总质量为M=6×10^-2kg．则所加磁场B=

2T

；其方向

垂直纸面向里

．（填“向里”或“向外”）（g=10m/s²）

Answer 1

分析：根据开始天平处于平衡状态可知左盘中砝码重力等于右盘中砝码重力，当通入电流时，bc边所受安培力方向竖直向下，对于两种状态根据受力平衡列方程即可正确求出磁感应强度的大小，根据左手定则可以判断磁场方向．

解答：解：当线圈中通入电流后，右盘矩形线圈abcd受到的安培力为F=BIL，方向向下，此时根据天平处于平衡状态有：Mg=mg+BIL，
所以有：B=

Mg-mg

IL

=2T．
bc边的电流方向为从c流向b，安培力方向向下，根据左手定则可判断出磁场方向为垂直纸面向里．
故答案为：2T，垂直纸面向里．

点评：本题属于简单基础题目，解决本题的关键掌握安培力的大小公式F=BIL，根据平衡关系列方程，同时根据左手定则判断磁场、电流、安培力之间的方向关系．