Question

4．如圖所示，用兩支相同的彈簧秤吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通入自左向右的電流．當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤示數(shù)均為F₁；若將棒中電流反向而保持大小不變，當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤的示數(shù)均為F₂，且F₂＞F₁，根據(jù)上面所給的信息，能求出（　�。�

• A． 安培力的大小
• B． 磁場(chǎng)的方向
• C． 銅棒的重力
• D． 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

Answer 1

分析 由題意知，導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力方向在豎直方向，因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí)磁場(chǎng)力同樣反向，又因?yàn)榉聪驎r(shí)，彈簧秤讀數(shù)增大，由此可知電流自左向右時(shí)，導(dǎo)體棒受磁場(chǎng)力方向向上，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．因?yàn)殡娏鞣聪�，磁�?chǎng)力只改變方向，不改變大小，根據(jù)導(dǎo)體棒的平衡可以求出安培力的大小表達(dá)式

解答 解：A、令銅棒的重力為G，安培力的大小為F，則由平衡條件得：
2F₁=G-F…①
當(dāng)電流反向時(shí)，磁場(chǎng)力變?yōu)樨Q直向下，此時(shí)同樣根據(jù)導(dǎo)體棒平衡有：
2F₂=G+F…②
由①和②可得：
G=F₁+F₂
F=F₂-F₁
因此可確定安培力的大小與銅棒的重力，故AC正確
B、因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí)，彈簧秤的讀數(shù)F₂＞F₁，所以可以知道電流自左向右時(shí)，導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力方向向上，根據(jù)左手定則可以確定磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶�，故B正確
D、由于無法確定電流大小，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不知，故D錯(cuò)誤
故選：ABC

點(diǎn)評(píng) 對(duì)銅棒的受力變化情況可以得到安培力的方向，能正確使用左手定則反推磁場(chǎng)方向，并能根據(jù)平衡列出平衡方程解出重力和安培力的大小．熟練掌握左手定則是解題的關(guān)鍵