Question

如圖所示，質量為m、邊長為1的正方形線圈ABCD由n匝導線繞成，圈中有如圖所示方向、大小為I的電流，在AB邊的中點用細線豎直懸掛于一小盤子的下端，而小盤子通過一彈簧固定在O點．在圖中虛線框內有與線圈平面垂直的勻強磁場，磁感強度為B，平衡時，CD邊水平且線圈AB-CD有一半面積在磁場中，如圖甲所示，忽略電流I產生的磁場，則穿過線圈的磁通量為

BL2

2

；現將電流反向（大小不變），要使線圈仍舊回到原來的位置，如圖乙所示，在小盤子中必須加上質量為m的砝碼．由此可知磁場的方向是垂直紙面向

外

（填“里”或“外”），磁感應強度大小B=

mg

2nIL

（用題中所給的B以外的其他物理量表示）．

Answer 1

分析：由安培力公式可求得AB受到的安培力及整體受到的安培力；由力矩的平衡條件可求得彈簧對桿的拉力．

解答：解：穿過線圈的磁通量為?=BS=B×

L2

2

=

BL2

2

；
由題意可知，電流反向之后，需要在盤里增加砝碼，則線圈所受安培力必定向上，
根據左手定則可知，磁場方向是垂直紙面向外的，電流反向前，
令彈簧的彈力為F，則有：F=G+nBIL
電流反向后，則有：F=G-nBIL+mg
解得：B=

mg

2nIL

故答案為：

BL2

2

；外；

mg

2nIL

．

點評：本題中要注意安培力的大小與方向，掌握左手定則與受力平衡條件，及力矩平衡．