Question

【題目】某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側為N極，中心為S極，兩極間的磁感應強度大小均為B，磁極寬度均為L，忽略邊緣效應，一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接，當質量為m的重物放在秤盤上時，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運動(骨架與磁極不接觸)，隨后外電路對線圈供電，秤盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止，由此時對應的供電電流I可確定重物的質量．已知線圈匝數為n，線圈電阻為R，重力加速度為g.問：

(1)線圈向下運動過程中，線圈中感應電流是從C端還是從D端流出？

(2)供電電流I是從C端還是從D端流入？求重物質量與電流的關系；

(3)若線圈消耗的最大功率為P，該電子天平能稱量的最大質量是多少？

Answer 1

【答案】（1）感應電流從C端流出 （2）（3）

【解析】試題分析：（1）根據右手定則，線圈向下切割磁感線，電流應從Ｄ端流入，從Ｃ端流出

（２）根據左手定則可知，若想使彈簧恢復形變，安培力必須向上，根據左手定則可知電流應從D端流入，根據受力平衡①

解得②

（3）根據最大功率得③

②③聯立解得：