Question

【题目】用两根长度相等的绝缘细线将一根长为L，质量为m的通电导线悬挂在绝缘天花板上，通电导线中电流方向从A到B，电流大小为I，如图。

（1）求当通电导线保持静止，且细线拉力最小时，磁场方向及磁感应强度的大小；

（2）缓慢改变磁场大小及方向，当安培力最小时，绝缘细线与竖直方向夹角为θ，求磁感应强度大小。

Answer 1

【答案】（1）垂直纸面向里，；（2）

【解析】

（1）当安培力与重力方向相反，大小相等时，细绳拉力最小。然后受力分析列出等式再进行变形可以得出磁场大小，再根据左手定则可以判断出磁场方向。

（2）先对导线进行受力分析，当拉力与安培力合力方向与重力相反时安培力最小。然后通过几何关系列出等式，再与安培力公式联立解得此时磁场大小。

（1）当安培力竖直向上且等于重力时，绳子拉力最小为0，此时受力分析得：

解得

再根据左手定则可以判断出磁场方向为垂直纸面向里。

（2）从右向左看，对通电导线受力分析，如图所示

由作图法可知，当安培力与细线垂直时，安培力最小，此时

又因为

联立得