Question

【題目】圖示為電流天平，可以用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著匝數(shù)為n的矩形線圈，線圈的水平邊長(zhǎng)為L，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過(guò)電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡。

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=__________。（用已知量和測(cè)量得到的量n、m、L、I表達(dá)）

(2)當(dāng)n = 9, L = 10.0cm, I = 0.10A, m = 9.0g, g = 10m/s2時(shí)，可計(jì)算得B =__________T。

Answer 1

【答案】（1） （2）0.5

【解析】

天平平衡后，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，安培力方向反向，則右邊相當(dāng)于多了或少了兩倍的安培力大小，由此列方程求解。

（1）設(shè)電流方向未改變時(shí)，等臂天平的左盤內(nèi)砝碼質(zhì)量為m1，右盤的質(zhì)量為m2，則由等臂天平的平衡條件，有：m1g=m2g-nBIL
電流方向改變之后，同理可得：（m+m1）g=m2g+nBIL
兩式相減得：
（2）帶入數(shù)據(jù)：；