题目内容
小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的计数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R．若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的计数为G2，铜条在磁场中的长度L．（1）判断铜墙条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？
（2）求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小．
分析：安培力公式为：F=BIL，注意公式的适用条件是：匀强磁场，电流和磁场方向垂直．
根据平衡可知安培力大小，由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律可求出电流大小，再由B=
从而可得出磁感应强度的大小．
根据平衡可知安培力大小，由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律可求出电流大小，再由B=
| F |
| IL |
解答：解：（1）根据棒向下运动，切割磁感线，产生感应电流，由右手定则可得感应电流方向为B到A，再由左手定则可得，安培力方向竖直向上；因此当棒不动时，棒不受安培力作用，所以G2＞G1
（2）由于铜条匀速运动，则有安培力等于重力，即有：安培力F=G2-G1
根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律可求出电流大小为I=
，
而由B=
从而可得出，磁感应强度大小B=
，
答：（1）则铜条所受安培力的方向竖直向上，G2＞G1；
（2）则铜条匀速运动时所受安培力的大小为G2-G1；磁感应强度的大小为
．
（2）由于铜条匀速运动，则有安培力等于重力，即有：安培力F=G2-G1
根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律可求出电流大小为I=
| BL v |
| R |
而由B=
| F |
| IL |
| 1 |
| L |
|
答：（1）则铜条所受安培力的方向竖直向上，G2＞G1；
（2）则铜条匀速运动时所受安培力的大小为G2-G1；磁感应强度的大小为
| 1 |
| L |
|
点评：本题比较简单，考查了安培力的大小计算，应用公式F=BIL时注意公式适用条件和公式中各个物理量的含义．并考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律．
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