Question

18．利用如圖所示裝置可測磁感應(yīng)強度，矩形線圈寬為L，共N匝，磁場垂直于紙面，當線圈中通以方向如圖所示的電流I時，天平達到平衡狀態(tài)．當電流改為反方向時（大小不變），右邊再加質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡，由此可知（　�。�

• A． 磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里，大小為$\frac{{（m}_{1}+{m}_{2}）g}{NIL}$
• B． 磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里，大小為$\frac{mg}{2NIL}$
• C． 磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向外，大小為$\frac{（{m}_{1}-{m}_{2}）g}{NIL}$
• D． 磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向外，大小為$\frac{mg}{2NIL}$

Answer 1

分析 天平平衡后，當電流反向（大小不變）時，安培力大小不變，方向反向，右邊相當于多了兩倍的安培力大小，判斷出原來安培力的方向，根據(jù)左手定則判斷磁場的方向．

解答 解：由題知，當電流改為反方向時（大小不變），右邊再加質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡，說明電流反向后，線框所受的安培力方向由原來的向下變成向上，即開始線圈所受安培力的方向向下，根據(jù)安培定則判斷可知，B的方向垂直紙面向里．
開始線圈所受安培力的方向向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當于右邊少了兩倍的安培力大小，所以右邊應(yīng)加砝碼，根據(jù)天平平衡有：
mg=2NBIL，解得B=$\frac{mg}{2NIL}$，故B正確，A、C、D錯誤．
故選：B．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會利用天平平衡條件去求解問題，注意線圈有N匝，則安培力大小含有N．