Question

【題目】如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應強度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數為n=10，線圈的水平bc邊長為L=10.0cm，處于勻強磁場內，勻強磁場的方向與線圈平面垂直。當線圈中通過電流I=0.10A時，調節(jié)砝碼使兩臂達到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質量為m=7.80g的砝碼，才能使兩臂再達到新的平衡。重力加速度g取10m/s2。

（1）若線圈串聯一個電阻連接到電壓為U的穩(wěn)壓電源上，已知線圈電阻為r，當線圈中通過電流I時，請用相關物理量的符號表示串聯電阻的大小；

（2）求磁場對bc邊作用力的大小；

（3）求磁感應強度的大小。

Answer 1

【答案】（1）（2）3.9×10-2N（3）0.39T

【解析】

(1) 根據閉合電路歐姆定律可得

解得：；

(2) 設電流方向未改變時，天平左盤內砝碼的質量為m1，右盤內的質量為m2，磁場對bc邊作用力的大小為F，由天平的平衡條件，有

電流方向改變后，同理可得

聯立兩式解得：；

(3)由 得。