题目内容
【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n=9,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,才能使两臂再达到新的平衡,当L=10.0cm,I=0.10A,m=9g时,磁感应强度是多少?(取g=10m/s2)
【答案】解: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:
B= = =0.5T;
答:磁感应强度是0.5T.
【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.
【考点精析】掌握安培力是解答本题的根本,需要知道安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.
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