Question

12．如圖所示為電流天平的工作原理圖，可用來測(cè)定勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．天平的右臂下面掛一個(gè)矩形線圈，匝數(shù)為n，底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)．線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面．當(dāng)線圈中通有方向如圖的電流I時(shí)，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m₁、m₂的砝碼，天平平衡；當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡．已知重力加速度大小為g．則（　�。�

• A． 磁場(chǎng)的方向垂直線圈平面向外
• B． 磁場(chǎng)的方向垂直線圈平面向里
• C． 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為$\frac{（{{m}_{1}-m}_{2}）g}{nIL}$
• D． 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為$\frac{mg}{2nIL}$

Answer 1

分析 天平平衡后，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，安培力方向反向，則右邊相當(dāng)于多了或少了兩倍的安培力大小

解答 解：A、當(dāng)B的方向垂直紙面向外，開始線圈所受安培力的方向向上，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向下，相當(dāng)于右邊多了兩倍的安培力大小，所以需要在左邊加砝碼，故A錯(cuò)誤，
B、當(dāng)B的方向垂直紙面向里，開始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當(dāng)于左邊多了兩倍的安培力大小，所以需要在右邊加砝碼，故B正確，
C、當(dāng)B的方向垂直紙面向里，開始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，設(shè)n匝線圈的質(zhì)量為m₃，則有（m₁-m₂-m₃）g=nBIL，所以B=$\frac{（{m}_{1}-{m}_{2}-{m}_{3}）g}{nIL}$．故C錯(cuò)誤．
D、當(dāng)B的方向垂直紙面向里，開始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當(dāng)于右邊少了兩倍的安培力大小，所以需要在右邊加砝碼．則有mg=2NBIL，所以B=$\frac{mg}{2nIL}$．故D正確．
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會(huì)利用力的平衡去求解問題