Question

（2011?泰州一模）如图所示，用三条细线悬挂的金属圆环，金属环粗细均匀、单位长度的质量为2.5g，三条细线呈对称分布，稳定时金属环面水平，在金属环正下方放有一个圆柱形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于金属环面且通过其圆心O，测得金属环所在处磁感应强度大小为0.5T，与竖直方向成30°角．现在要使金属环各部分所受安培力的合力竖直向上且恰好等于其自身的重力，则在金属环中通过的电流大小至少为（　　）（取g=10m/s²）

A．0.01A

B．0.2A

C．0.05A

D．0.1A

Answer 1

分析：把磁场分解为水平分量与竖直分量，磁场竖直分量对电流的安培力为零，由左手定则可知，磁场水平分量对电流的安培力竖直向上；由安培力公式求出安培力，然后求出电流．

解答：解：设圆环的半径为r，则圆环的质量m_环=2πrm，
磁场的水平分量为Bsin30°，环受到的安培力为：
F=Bsin30°×I×2r×2=4BIrsin30°，由于环所受向上的安培力等于环的重力，
则2πrmg=4BIrsin30°，解得：I≈0.2A；
故选B．

点评：对环进行受力分析，求出环所受到的安培力是正确解题的关键．