Question

（2011?泰州一模）如圖所示，用三條細線懸掛的金屬圓環，金屬環粗細均勻、單位長度的質量為2.5g，三條細線呈對稱分布，穩定時金屬環面水平，在金屬環正下方放有一個圓柱形磁鐵，磁鐵的中軸線OO′垂直于金屬環面且通過其圓心O，測得金屬環所在處磁感應強度大小為0.5T，與豎直方向成30°角．現在要使金屬環各部分所受安培力的合力豎直向上且恰好等于其自身的重力，則在金屬環中通過的電流大小至少為（　　）（取g=10m/s²）

A．0.01A

B．0.2A

C．0.05A

D．0.1A

Answer 1

分析：把磁場分解為水平分量與豎直分量，磁場豎直分量對電流的安培力為零，由左手定則可知，磁場水平分量對電流的安培力豎直向上；由安培力公式求出安培力，然后求出電流．

解答：解：設圓環的半徑為r，則圓環的質量m_環=2πrm，
磁場的水平分量為Bsin30°，環受到的安培力為：
F=Bsin30°×I×2r×2=4BIrsin30°，由于環所受向上的安培力等于環的重力，
則2πrmg=4BIrsin30°，解得：I≈0.2A；
故選B．

點評：對環進行受力分析，求出環所受到的安培力是正確解題的關鍵．