Question

5．如圖，一根質(zhì)量為1kg的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸掛于a、b兩點(diǎn)、棒的中部處于垂直紙面向里的寬為10cm的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通有電流，方向從M流向N，則：
（1）當(dāng)導(dǎo)線中通以如圖所示I₁=2A的電流時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力大小為4N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？
（2）若該導(dǎo)線中通以I₂=3A的電流，則此時(shí)導(dǎo)線所受安培力大小是多少？方向如何？
（3）若要兩側(cè)懸線上拉力為0，則導(dǎo)體棒應(yīng)該通多大的電流？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)F=BIL，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�
（2）抓住磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，結(jié)合F=BIL求出安培力的大小，根據(jù)左手定則判斷安培力的方向．
（3）抓住重力和安培力平衡，結(jié)合安培力公式求出電流的大�。�

解答 解：（1）根據(jù)F=BI₁L得：B=$\frac{F}{{I}_{1}L}$=$\frac{4}{2×0.1}T=20T$．
（2）根據(jù)公式F=BI₂L得：F=20×3×0.1N=6N．
根據(jù)左手定則，判斷金屬棒受到安培力方向豎直向上．
（3）對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析，當(dāng)懸線上拉力為0時(shí)，有：
F=mg=10N
又F=BIL
代入數(shù)據(jù)得：I=5A．
答：（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為20T；
（2）導(dǎo)線所受安培力大小是6N，方向豎直向上；
（3）導(dǎo)線中應(yīng)通以5A的電流．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了安培力大小的基本計(jì)算以及方向的判斷，掌握安培力大小公式，知道磁場(chǎng)方向與電流垂直時(shí)，F(xiàn)=BIL，磁場(chǎng)方向與電流平行時(shí)，F(xiàn)=0．