Question

【题目】如图所示的电流天平可用来测出安培力的大小:天平的右臂下面用细绳挂有一个宽为L，共N 匝的矩形线圈，线圈的下部悬在垂直纸面方向、磁感强度大小为B 的匀强磁场中，当线圈中没有电流通过时，天平平衡。当线圈中通有电流时，天平失去平衡，通过改变砝码后，天平重新平衡，据此可以测出安培力的大小。问：

⑴当线圈中通有顺时针方向的电流时(如图) ，发现细绳的拉力减小，请判断磁场的方向并在虚框中画出；

⑵若某次测量中，在右盘中添加质量为m 的砝码后，天平恢复平衡，此时线圈受到的安培力为多大？线圈中的电流多大？（重力加速度为g，答案用给定的符号表达）

Answer 1

【答案】(1) 磁场应垂直纸面向外；(2)I=mg/NBL

【解析】(1) 当线圈中没有电流通过时，拉力T=m0g，当线圈中通有电流时，发现细绳的拉力减小，则有T+F=m0g，故线圈所受安培力向上，根据左手定则可知磁场应垂直纸面向外；

(2) 由平衡条件可知，线圈受到的安培力F=mg，又由安培力F=NBIL 可知，通过线圈的电流I= mg/ NBL。