Question

將一架物理天平調節(jié)平衡后，將質量為m=2×10^-2kg的矩形線圈abcd掛在天平右托盤底部，底邊bc置于垂直紙面的勻強磁場中，bc=2cm，如右圖所示．在天平左盤加上適當的砝碼，使天平重新平衡．現(xiàn)在給線圈通以電流，電流方向為adcba，大小為10A，發(fā)現(xiàn)這時要在天平左盤上再加上適當的砝碼，才能使天平再一次重新平衡，最終左盤砝碼的總質量為M=6×10^-2kg．則所加磁場B=

2T

；其方向

垂直紙面向里

．（填“向里”或“向外”）（g=10m/s²）

Answer 1

分析：根據開始天平處于平衡狀態(tài)可知左盤中砝碼重力等于右盤中砝碼重力，當通入電流時，bc邊所受安培力方向豎直向下，對于兩種狀態(tài)根據受力平衡列方程即可正確求出磁感應強度的大小，根據左手定則可以判斷磁場方向．

解答：解：當線圈中通入電流后，右盤矩形線圈abcd受到的安培力為F=BIL，方向向下，此時根據天平處于平衡狀態(tài)有：Mg=mg+BIL，
所以有：B=

Mg-mg

IL

=2T．
bc邊的電流方向為從c流向b，安培力方向向下，根據左手定則可判斷出磁場方向為垂直紙面向里．
故答案為：2T，垂直紙面向里．

點評：本題屬于簡單基礎題目，解決本題的關鍵掌握安培力的大小公式F=BIL，根據平衡關系列方程，同時根據左手定則判斷磁場、電流、安培力之間的方向關系．