Question

4．如圖所示，在一個(gè)范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，用絕緣細(xì)線將金屬棒吊起，使其呈水平狀態(tài)．已知金屬棒長(zhǎng)L=0.1m，質(zhì)量m=0.05kg，棒中通有I=10A的水平向右的電流，取g=10m/s²．
（1）若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，指出金屬棒所安培力的方向，求出此時(shí)細(xì)線拉力的大�。�
（2）若細(xì)線拉力恰好為零，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)左手定則判斷出安培力方向，根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求得細(xì)線的拉力．
（2）當(dāng)細(xì)線拉力為零，則說(shuō)明安培力與重力相等，因此由安培力大小公式可確定通電電流的大�。�

解答 解：（1）根據(jù)左手定則可知安培力向下
此時(shí)金屬棒受到的安培力大小F=BIL=0.2×10×0.1N=0.2N
有共點(diǎn)力平衡可得${F}_{拉}=\frac{1}{2}（mg+F）=0.35N$
（2）懸線拉力恰好為零，金屬棒沿豎直方向受重力和安培力，
由金屬棒靜止可知安培力F?=mg
所以此時(shí)金屬棒中的電流I?=$\frac{F′}{BL}=\frac{mg}{BL}=\frac{0.5}{10×0.1}T=0.5T$
答：（1）安培力方向向下，拉力為0.35N；
（2）改變通過(guò)金屬棒的電流大小，若細(xì)線拉力恰好為零，此時(shí)棒中通有電流的大小0.5A．

點(diǎn)評(píng) 本題比較簡(jiǎn)單，借助于物體平衡，考查了有關(guān)安培力的大小和方向問(wèn)題，要熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向，同時(shí)熟練應(yīng)用公式F=BIL進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．