Question

17．如圖所示，在一個范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強磁場中，用絕緣細(xì)線將金屬棒吊起，使其呈水平狀態(tài)．已知金屬棒長L=0.25m，質(zhì)量m=0.1kg，棒中通有I=10A的向右的電流，取g=10m/s²．求：
（1）當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T時，金屬棒受到的安培力F的大�。�
（2）若細(xì)線拉力恰好為零時，磁場的磁感應(yīng)強度B的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)左手定則判斷出安培力方向，根據(jù)共點力平衡即可求得細(xì)線的拉力．
（2）當(dāng)細(xì)線拉力為零，則說明安培力與重力相等，因此由安培力大小公式可確定磁感應(yīng)強度B的大�。�

解答 解：（1）導(dǎo)體棒長為L=0.25m，磁感應(yīng)強度B=0.2T，電流為I=10A，并且導(dǎo)體棒和磁場垂直，所以導(dǎo)體棒受到的安培力大小為：
F=BIL=0.2×10×0.25N=0.5N，
（2）懸線拉力恰好為零，金屬棒受重力和安培力，由金屬棒靜止可得：
F=BIL=mg
解得：B=$\frac{mg}{IL}$=$\frac{0.1×10}{10×0.25}$=0.4T
答：（1）金屬棒受到的安培力F的大小為0.5N；
（2）若細(xì)線拉力恰好為零，求磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為0.4T．

點評 本題是安培力的分析和計算問題．安培力大小的一般計算公式是F=BILsinα，α是導(dǎo)體與磁場的夾角，當(dāng)B、I、L互相垂直的時候安培力最大為F=BIL．