Question

如图所示，质量为m、边长为1的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，圈中有如图所示方向、大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于一小盘子的下端，而小盘子通过一弹簧固定在O点．在图中虚线框内有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈AB-CD有一半面积在磁场中，如图甲所示，忽略电流I产生的磁场，则穿过线圈的磁通量为

BL2

2

；现将电流反向（大小不变），要使线圈仍旧回到原来的位置，如图乙所示，在小盘子中必须加上质量为m的砝码．由此可知磁场的方向是垂直纸面向

外

（填“里”或“外”），磁感应强度大小B=

mg

2nIL

（用题中所给的B以外的其他物理量表示）．

Answer 1

分析：由安培力公式可求得AB受到的安培力及整体受到的安培力；由力矩的平衡条件可求得弹簧对杆的拉力．

解答：解：穿过线圈的磁通量为?=BS=B×

L2

2

=

BL2

2

；
由题意可知，电流反向之后，需要在盘里增加砝码，则线圈所受安培力必定向上，
根据左手定则可知，磁场方向是垂直纸面向外的，电流反向前，
令弹簧的弹力为F，则有：F=G+nBIL
电流反向后，则有：F=G-nBIL+mg
解得：B=

mg

2nIL

故答案为：

BL2

2

；外；

mg

2nIL

．

点评：本题中要注意安培力的大小与方向，掌握左手定则与受力平衡条件，及力矩平衡．