题目内容
【题目】图示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着匝数为n的矩形线圈,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I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的砝码,才能使两臂达到新的平衡。
(1)磁感应强度B=__________。(用已知量和测量得到的量n、m、L、I表达)
(2)当n = 9, L = 10.0cm, I = 0.10A, m = 9.0g, g = 10m/s2时,可计算得B =__________T。
【答案】(1) (2)0.5
【解析】
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,由此列方程求解。
(1)设电流方向未改变时,等臂天平的左盘内砝码质量为m1,右盘的质量为m2,则由等臂天平的平衡条件,有:m1g=m2g-nBIL
电流方向改变之后,同理可得:(m+m1)g=m2g+nBIL
两式相减得:
(2)带入数据:;
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