问题详情:
电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡,测量时,在左边托盘中放入质量m1=15.0 g的砝码,右边托盘中不放砝码,将一个质量m0=10.0 g、匝数n=10、下边长l=10.0 cm的矩形线圈挂在右边托盘的底部,再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中,如图*所示,线圈的两头连在如图乙所示的电路中,不计连接导线对线圈的作用力,电源电动势E=1.5 V,内阻r=1.0 Ω。开关S闭合后,调节可变电阻R1使天平平衡,此时理想电压表示数U=1.4 V,R1=10 Ω。g取10 m/s2,求:
(1)线圈下边所受安培力的大小F,以及线圈中电流的方向;
(2)矩形线圈的电阻R;
(3)该匀强磁场的磁感应强度B的大小。
【回答】
(1)0.05 N 顺时针 (2)4 Ω (3)0.5 T
【解析】(1)天平平衡,因此有m1g=m0g+F,可得F=m1g-m0g=0.05 N,F的方向竖直向下,根据左手定则可判断出线圈中电流方向为顺时针。
(2)线圈中电流的大小I==0.1 A,根据电路规律有U=I(R1+R),可得R=4 Ω。
(3)矩形线圈下边所受安培力大小F=nBIl,可得B==0.5 T。
知识点:磁场对通电导线的作用力
题型:计算题