Question

7．利用如图所示的电流天平，可以测定磁感应强度，某次操作如下：①在天平的右臂下面挂一个N=100匝、水平边长l=5cm的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向、I=0.2A的电流，在天平左、右两边加上质量各为 m₁、m₂的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量m=20g的砝码后，天平恰好重新平衡．重力加速度g=10m/s²，下列判断正确的是（　　）

• A． 磁场的方向垂直于纸面向里
• B． 线圈所受安培力大小为0.1N
• C． 磁场的磁感应强度大小为1×10^-3T
• D． 磁场的磁感应强度大小为0.1T

Answer 1

分析 天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小．

解答 解：A、假设所加磁场的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在右边减去砝码，假设成立，故A错误；
BCD、由A分析可知，由mg=2NBIL得，则线圈所受安培力大小为F=NBIL=$\frac{mg}{2}$=$\frac{20×1{0}^{-3}×10}{2}$=0.1N；磁场的磁感应强度大小为：B=$\frac{mg}{2NIL}$=$\frac{20×1{0}^{-3}×10}{2×100×0.2×5×1{0}^{-2}}$=0.1T．故BD正确，C错误．
故选：BD．

点评 解决本题的关键掌握安培力方向的判定即利用好左手定则即可，以及会利用力的平衡去求解问题．