Question

18．利用如图所示装置可测磁感应强度，矩形线圈宽为L，共N匝，磁场垂直于纸面，当线圈中通以方向如图所示的电流I时，天平达到平衡状态．当电流改为反方向时（大小不变），右边再加质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知（　　）

• A． 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为$\frac{{（m}_{1}+{m}_{2}）g}{NIL}$
• B． 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为$\frac{mg}{2NIL}$
• C． 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为$\frac{（{m}_{1}-{m}_{2}）g}{NIL}$
• D． 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为$\frac{mg}{2NIL}$

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：由题知，当电流改为反方向时（大小不变），右边再加质量为m的砝码后，天平重新平衡，说明电流反向后，线框所受的安培力方向由原来的向下变成向上，即开始线圈所受安培力的方向向下，根据安培定则判断可知，B的方向垂直纸面向里．
开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，根据天平平衡有：
mg=2NBIL，解得B=$\frac{mg}{2NIL}$，故B正确，A、C、D错误．
故选：B．

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．