邊長為l、粗細均勻的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，線框處在方向豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，當線框中通入電流I時，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時達到平衡，則磁感應(yīng)強度B的大小為    ．若可以改變磁場的方向，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，則所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為    ．
【答案】分析：根據(jù)左手定則來確定安培力的方向，并由公式F=BIL求出其大小，從而對線圈受力分析，處于力矩平衡，因此即可求解；要使磁感應(yīng)強度最小，則安培力最小，所以要求安培力的力臂最長．因而根據(jù)力矩平衡，即可求解．
解答：解：當線框中通入電流I時，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時達到平衡，如左圖所示，
則有：N
解得：；
當改變磁場方向，要使磁感應(yīng)強度最小，則安培力最小，所以安培力的力臂最長，如右圖所示，
則有：
 解得：
故答案為：；
點評：考查安培力的方向與大小如何確定與計算，注意其公式F=BIL成立條件．同時運用受力的力矩平衡來分析與解題．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?江蘇模擬）邊長為L，粗細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)強度為B的勻強磁場，磁場方向豎直向下，如圖（俯視圖）所示．已知線圈全部滑入磁場后速度為v，磁場的寬度大于L．
（1）從ab邊剛進入磁場，到cd邊將進入磁場前，線圈的運動是
B
B

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?上海模擬）邊長為l、粗細均勻的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，線框處在方向豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，當線框中通入電流I時，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時達到平衡，則磁感應(yīng)強度B的大小為
mgtanθ
2NIL
mgtanθ
2NIL
．若可以改變磁場的方向，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，則所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為
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．

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科目：高中物理 來源： 題型：

 ()2邊長為l、粗細均勻的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，線框處在方向豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，當線框中通入電流I時，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成q角時達到平衡，則磁感應(yīng)強度B的大小為_________。若可以改變磁場的方向，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，則所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為__________。

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科目：高中物理 來源：上海模擬 題型：填空題

邊長為l、粗細均勻的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，線框處在方向豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，當線框中通入電流I時，線框轉(zhuǎn)至其平面與豎直方向成θ角時達到平衡，則磁感應(yīng)強度B的大小為______．若可以改變磁場的方向，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，則所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為______．
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科目：高中物理 來源：2004年江蘇省高考物理模擬試卷（4月份）（解析版） 題型：解答題

邊長為L，粗細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)強度為B的勻強磁場，磁場方向豎直向下，如圖（俯視圖）所示．已知線圈全部滑入磁場后速度為v，磁場的寬度大于L．
（1）從ab邊剛進入磁場，到cd邊將進入磁場前，線圈的運動是______
   A．加速運動   B．減速運動     C．勻速運動      D．先加速后勻速
（2）在ab邊已進入磁場，cd邊尚未進入磁場的某一時刻，線圈的速度為v/2，求此時線圈中的電流I．
（3）要保持線圈以速度v勻速滑出磁場，需要加一外力F．求所加外力F的大�。�

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