Question

已知北京地区地磁场的水平分量为3.0×10^-5T．若北京市一高层建筑安装了高100m的金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1×10⁵A，此时金属杆所受安培力的方向和大小分别为（　　）

A、方向向东，大小为300 N

B、方向向东，大小为30 N

C、方向向西，大小为300 N

D、方向向西，大小为30 N

Answer 1

分析：金属杆竖直，与地磁场水平分量垂直，受到地磁场的安培力，根据安培力公式F=BIL，求出金属杆所受磁场力．地磁场水平分量向北，根据左手定则判断安培力方向．

解答：解：当带有正电的乌云经避雷针放电时，放电电流方向沿避雷针向下，若面向北方而立，则空间水平磁场均为“×”，若右方为东方，左方为西方向，如图，由左手定则判定可知金属杆所受安培力的方向向东，大小为F=BIL=3.0×10^-5×1×10⁵×100N=300N
故选A

点评：本题考查应用物理知识解决实际问题的能力，要建立模型，简化问题．实际地磁场不是匀强磁场，上述结果只是简化与近似．同时要掌握左手定则和安培力大小公式F=BIL．