Question

如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态． 己知金属棒长L=0.2m，质量m=0.5kg，棒中通有I=10A的向右的电流，取g=10m/s²．
（1）若磁场的磁感应强度B=0.5T，求此时金属棒受到的安培力F的大小；
（2）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小．

Answer 1

分析：根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向．根据F=BIL来计算安培力的大小即可．

解答：解：（1）导体棒长为L=0.2m，磁感应强度B=0.5T，电流为I=10A，并且导体棒和磁场垂直，
所以导体棒受到的安培力大小为
F=BIL=0.5×10×0.2N=1.0N，
（2）悬线拉力恰好为零，金属棒受重力和安培力，由金属棒静止可得
F=B′IL=mg
所以B′=

mg

IL

=

0.5×10

10×0.2

T=2.5T
答：（1）金属棒受到的安培力F的大小为1.0N；
（2）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小为2.5T．

点评：本题是安培力的分析和计算问题．安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα，α是导体与磁场的夹角，当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL．