Question

一个圆柱形玻璃管里面刚好装了半管水银，水银质量为m，玻璃管水平固定在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图11-28所示为玻璃管的截面图.如有电流I通过水银向纸内方向流过，当水银面再次平衡时，测得水银面上表面与竖直方向的夹角为α.求此时水银受到的安培力及玻璃管对水银的支持力.

图11-28

Answer 1

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解析:

本题涉及到磁场中通电水银的受力情况分析、物体的平衡等，考查学生的综合分析能力.解题的实质仍是力学的平衡问题，注意不论水银面如何，电流方向总是通过水银向纸面内流动，所以水银相当于通电导线，所受安培力总是水平向左.

    当水银中通有电流I，再次平衡时，受到水平向左的安培力F，玻璃管对水银的弹力F_N，其方向跟水银面相垂直，以及重力mg三个力的作用.示意图如图11-29所示：

图11-29

    根据力的平衡知：F＝mgcotα；.