Question

4．如圖所示的天平可用來測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度，天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，寬為L(zhǎng)，共N匝，線圈的下部懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面．當(dāng)線圈中通有電流I方向如圖所示，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m₁、m₂的砝碼，天平平衡：當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡．由此可知（　�。�

• A． 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，大小為$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{NIL}$g
• B． 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，大小為$\frac{mg}{2NIL}$
• C． 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{NIL}$g
• D． 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為$\frac{mg}{NIL}$

Answer 1

分析 天平平衡后，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，安培力方向反向，則右邊相當(dāng)于多了或少了兩倍的安培力大小．

解答 解：A、當(dāng)B的方向垂直紙面向里，開始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，設(shè)N匝線圈的質(zhì)量為m₃，則有（m₁-m₂-m₃）g=NBIL，所以B=$\frac{（{m}_{1}-{m}_{2}-{m}_{3}）g}{NIL}$，故A錯(cuò)誤．
B、當(dāng)B的方向垂直紙面向里，開始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當(dāng)于右邊少了兩倍的安培力大小，所以需要在右邊加砝碼．則有mg=2NBIL，所以B=$\frac{mg}{2NIL}$，故B正確．
C、當(dāng)B的方向垂直紙面向外，開始線圈所受安培力的方向向上，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向下，相當(dāng)于右邊多了兩倍的安培力大小，所以需要在左邊加砝碼，故C、D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會(huì)利用力的平衡去求解問題．