Question

【题目】如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n=10，线圈的水平bc边长为L=10.0cm，处于匀强磁场内，匀强磁场的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I=0.10A时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m=7.80g的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。重力加速度g取10m/s2。

（1）若线圈串联一个电阻连接到电压为U的稳压电源上，已知线圈电阻为r，当线圈中通过电流I时，请用相关物理量的符号表示串联电阻的大小；

（2）求磁场对bc边作用力的大小；

（3）求磁感应强度的大小。

Answer 1

【答案】（1）（2）3.9×10-2N（3）0.39T

【解析】

(1) 根据闭合电路欧姆定律可得

解得：；

(2) 设电流方向未改变时，天平左盘内砝码的质量为m1，右盘内的质量为m2，磁场对bc边作用力的大小为F，由天平的平衡条件，有

电流方向改变后，同理可得

联立两式解得：；

(3)由 得。