Question

如圖所示，兩根等長的絕緣細線懸掛一水平金屬細桿MN，處在與其垂直的水平勻強磁場中．金屬細桿的質量為9.0×10^-3 kg，長度為1.2m，細線的間距為1m，當金屬細桿中通以電流I=1.25A時，兩絕緣細線上的拉力均恰好為零．忽略與金屬細桿連接的細導線的影響．（重力加速度g=10m/s²）求：
（1）金屬細桿所受安培力的大小和方向；
（2）細桿中電流的方向和勻強磁場的磁感應強度大�。�
（3）若要使每根絕緣細線的拉力等于重力，可以采取哪些措施．

Answer 1

分析：（1）絕緣細線上的拉力為零，根據(jù)平衡方程可以的到安培力的大小；
（2）根據(jù)安培力的公式F=BIL可以求得磁感應強度大�。�
（3）絕緣細線的拉力增大，根據(jù)細桿的受力情況來分析增加絕緣細線的拉力的方法．

解答：解：（1）絕緣細線上的拉力均恰好為零，說明細桿的重力和安培力大小相等方向相反，
所以安培力的大小為：F_安=mg=9.0×10^-3×10N=9.0×10^-2N，
方向：豎直向上．
（2）細桿的重力和安培力大小相等方向相反，根據(jù)左手定則可知，細桿中電流的方向為N-M（水平向左），
F_安=BIL=mg=9.0×10^-2N，
所以有：B=

mg

IL

=

9×10-2

1.25×1

T=0.06T，
（3）細桿受力平衡，所以兩絕緣細線上的拉力的合等于細桿的重力，
要使每根絕緣細線的拉力等于重力，必須使安培力增大，
所以可以采取的措施是：保持B的大小不變，改變I的方向或保持I的大小改變B的方向．
答：（1）金屬細桿所受安培力的大小為9.0×10^-2N，方向為豎直向上；
（2）細桿中電流的方向為為N-M（水平向左），勻強磁場的磁感應強度大小為0.06T；
（3）要使每根絕緣細線的拉力等于重力，可以采取哪些措施為：保持B的大小不變，改變I的方向或保持I的大小改變B的方向．

點評：細桿處于受力平衡狀態(tài)，根據(jù)細桿的受力情況分析受到的安培力的大小，根據(jù)左手定則來判斷電流方向，本題主要是對受力分析和左手定則的考查．