Question

用兩個一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，棒中通以自左向右的電流（如圖所示），當(dāng)棒靜止時，兩彈簧秤的讀數(shù)為F₁；若將棒中的電流方向反向（大小保持不變），當(dāng)棒靜止時，兩彈簧秤的示數(shù)為F₂，且F₂＞F₁，根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)，試求：
（1）磁場的方向；
（2）安培力的大��；
（3）銅棒的重力．

Answer 1

分析：由題意知，導(dǎo)體棒受到的磁場力方向在豎直方向，因為電流反向時磁場力同樣反向，又因為反向時，彈簧秤讀數(shù)增大，由此可知電流自左向右時，導(dǎo)體棒受磁場力方向向上，根據(jù)左手定則可知，磁場方向垂直紙面向里．因為電流反向，磁場力只改變方向，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式．

解答：解：（1）因為電流反向時，彈簧秤的讀數(shù)F₂＞F₁，所以可以知道電流自左向右時，導(dǎo)體棒受到的磁場力方向向上，根據(jù)左手定則可以確定磁場的方向為垂直紙面向里；
（2）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，磁場力變?yōu)樨Q直向下，此時同樣根據(jù)導(dǎo)體棒平衡有：
2F₂=G+F                      ②
由①和②可得：
棒的重力G=F₁+F₂
安培力F的大小F=F₂-F₁
答：（1）磁場的方向垂直紙面向里；
（2）安培力的大�。篎=F₂-F₁
（3）銅棒的重力F=F₂+F₁

點評：對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．