如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈,匝数n=10,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡.然后使电流反向,大小不变.这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂重新平衡.(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式;(2)当L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是多少?(取2位有效数字)

问题描述:

如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈,匝数n=10,线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡.然后使电流反向,大小不变.这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂重新平衡.

(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式;
(2)当L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是多少?(取2位有效数字)

(1)根据平衡条件:
有:mg=2nBIL,
得:B=

mg
2nIL

(2)B=
mg
2nIL
0.00878×10
2×10×0.1×0.1
T=0.43T

答:(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式
mg
2nIL

(2)当L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g时,磁感应强度是0.43T
答案解析:天平平衡后,当电流反向(大小不变)时,安培力方向反向,则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小
考试点:安培力.
知识点:解决本题的关键掌握安培力方向的判定,以及会利用力的平衡去求解问题.