邊長(zhǎng)為l、粗細(xì)均勻的N匝正方形線圈abcd，總質(zhì)量為m，以水平方向的一邊ab為軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，線框處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)線框中通入電流I時(shí)，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時(shí)達(dá)到平衡，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為    ．若可以改變磁場(chǎng)的方向，但通入線框的電流大小、方向不變，仍然要使該線框平衡在圖示位置，則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為    ．
【答案】分析：根據(jù)左手定則來(lái)確定安培力的方向，并由公式F=BIL求出其大小，從而對(duì)線圈受力分析，處于力矩平衡，因此即可求解；要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則安培力最小，所以要求安培力的力臂最長(zhǎng)．因而根據(jù)力矩平衡，即可求解．
解答：解：當(dāng)線框中通入電流I時(shí)，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時(shí)達(dá)到平衡，如左圖所示，
則有：N
解得：；
當(dāng)改變磁場(chǎng)方向，要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則安培力最小，所以安培力的力臂最長(zhǎng)，如右圖所示，
則有：
 解得：
故答案為：；
點(diǎn)評(píng)：考查安培力的方向與大小如何確定與計(jì)算，注意其公式F=BIL成立條件．同時(shí)運(yùn)用受力的力矩平衡來(lái)分析與解題．
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2004?江蘇模擬）邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，粗細(xì)均勻的正方形金屬線圈abcd，總電阻為R，質(zhì)量為m，在光滑絕緣的水平面上以初速度v0滑向一有邊界的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，如圖（俯視圖）所示．已知線圈全部滑入磁場(chǎng)后速度為v，磁場(chǎng)的寬度大于L．
（1）從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)，到cd邊將進(jìn)入磁場(chǎng)前，線圈的運(yùn)動(dòng)是
B
B

   A．加速運(yùn)動(dòng)   B．減速運(yùn)動(dòng)     C．勻速運(yùn)動(dòng)      D．先加速后勻速
（2）在ab邊已進(jìn)入磁場(chǎng)，cd邊尚未進(jìn)入磁場(chǎng)的某一時(shí)刻，線圈的速度為v0/2，求此時(shí)線圈中的電流I．
（3）要保持線圈以速度v勻速滑出磁場(chǎng)，需要加一外力F．求所加外力F的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2009?上海模擬）邊長(zhǎng)為l、粗細(xì)均勻的N匝正方形線圈abcd，總質(zhì)量為m，以水平方向的一邊ab為軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，線框處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)線框中通入電流I時(shí)，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時(shí)達(dá)到平衡，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為
mgtanθ
2NIL
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2NIL
．若可以改變磁場(chǎng)的方向，但通入線框的電流大小、方向不變，仍然要使該線框平衡在圖示位置，則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為
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．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

 ()2邊長(zhǎng)為l、粗細(xì)均勻的N匝正方形線圈abcd，總質(zhì)量為m，以水平方向的一邊ab為軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，線框處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)線框中通入電流I時(shí)，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成q角時(shí)達(dá)到平衡，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為_(kāi)________。若可以改變磁場(chǎng)的方向，但通入線框的電流大小、方向不變，仍然要使該線框平衡在圖示位置，則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_(kāi)_________。

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科目：高中物理 來(lái)源：上海模擬 題型：填空題

邊長(zhǎng)為l、粗細(xì)均勻的N匝正方形線圈abcd，總質(zhì)量為m，以水平方向的一邊ab為軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，線框處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)線框中通入電流I時(shí)，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時(shí)達(dá)到平衡，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為_(kāi)_____．若可以改變磁場(chǎng)的方向，但通入線框的電流大小、方向不變，仍然要使該線框平衡在圖示位置，則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_(kāi)_____．
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科目：高中物理 來(lái)源：2004年江蘇省高考物理模擬試卷（4月份）（解析版） 題型：解答題

邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，粗細(xì)均勻的正方形金屬線圈abcd，總電阻為R，質(zhì)量為m，在光滑絕緣的水平面上以初速度v滑向一有邊界的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，如圖（俯視圖）所示．已知線圈全部滑入磁場(chǎng)后速度為v，磁場(chǎng)的寬度大于L．
（1）從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)，到cd邊將進(jìn)入磁場(chǎng)前，線圈的運(yùn)動(dòng)是______
   A．加速運(yùn)動(dòng)   B．減速運(yùn)動(dòng)     C．勻速運(yùn)動(dòng)      D．先加速后勻速
（2）在ab邊已進(jìn)入磁場(chǎng)，cd邊尚未進(jìn)入磁場(chǎng)的某一時(shí)刻，線圈的速度為v/2，求此時(shí)線圈中的電流I．
（3）要保持線圈以速度v勻速滑出磁場(chǎng)，需要加一外力F．求所加外力F的大�。�

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