Question

4．如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為L，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，勻強(qiáng)磁場的方向與線圈平面垂直．當(dāng)線圈中通過電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到新的平衡．
（1）若線圈串聯(lián)一個電阻連接到電壓為U的穩(wěn)定電源上，已知線圈電阻為r，當(dāng)線圈中通過電流I時，請用題給的物理量符號表示出電阻的大小．
（2）請用重力加速度g和n、m、L、I導(dǎo)出B的表達(dá)式．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律即可求得；
（2）天平平衡后，當(dāng)電流反向（大小不變）時，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：（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得I（R+r）=U
解得$R=\frac{U}{I}-r$
（2）解：（1）根據(jù)平衡條件：
有：mg=2nBIL，
得：B=$\frac{mg}{2NIL}$．
答：（1）電阻大小為$\frac{U}{I}-r$
（2）B的表達(dá)式為$\frac{mg}{2NIL}$

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會利用力的平衡去求解問題