Question

如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态．已知金属棒长L=0.1m，质量m=0.05kg，棒中通有I=10A的向右的电流，取g=10m/s²．

（1）若磁场的磁感应强度B=0.2T，求此时金属棒受到的安培力F的大小；

（2）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小．

Answer

（1）0.2N；

（2）0.5T

【解析】

试题分析：根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向．根据F=BIL来计算安培力的大小即可．

【解析】
（1）导体棒长为L=0.1m，磁感应强度B=0.2T，电流为I=10A，并且导体棒和磁场垂直，

所以导体棒受到的安培力大小为

F=BIL=0.2×10×0.1N=0.2N，

（2）悬线拉力恰好为零，金属棒受重力和安培力，由金属棒静止可得

F=BIL=mg

所以B==0.5T

答：（1）金属棒受到的安培力F的大小为0.2N；

（2）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小为0.5T．

【点评】本题是安培力的分析和计算问题．安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα，α是导体与磁场的夹角，当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL．