Question

（1）實驗室里可以用圖（1）所示的小羅盤估測條形磁鐵磁場的磁感應強度．方法如圖（2）所示，調整羅盤，使小磁針靜止時N極指向羅盤上的零刻度（即正北方向），將條形磁鐵放在羅盤附近，使羅盤所在處條形磁鐵的方向處于東西方向上，此時羅盤上的小磁針將轉過一定角度．若已知地磁場的水平分量B_x，為計算羅盤所在處條形磁鐵磁場的磁感應強度B，則只需知道______，磁感應強度的表達式為B=______．
（2）如圖（3）所示，蹄形磁鐵水平放置，在磁場中有一水平光滑導軌通過接線柱P、Q與導線相連，導軌上面擱有一導體細棒AB．導線將AB棒、電源、變阻器、電鍵等構成電路．閉合電鍵，可觀察到導體棒AB向______運動（填“左”或“右”），此現象表明通電導線在磁場中______．
（3）如圖（4）所示，質量是m=10g的銅導線ab放在光滑的寬度為0.5m的金屬滑軌上，滑軌平面與水平面傾角為30°，ab靜止時通過電流為10A，要使ab靜止，磁感強度至少等于______，方向為______．（取g=10m/s²）

Answer 1

（1）磁針指向為合磁場方向，知道了地磁場的水平分量B_x，根據矢量合成法則可知只要知道羅盤上指針的偏轉角，即可求出羅盤所在處條形磁鐵磁場的磁感應強度B．
由圖2可知：tanθ=

B

Bx

，因此有：B=B_xtanθ．
故答案為：羅盤上指針的偏轉角；B_xtanθ．
（2）根據左手定則可知：讓四指指向電流方向，磁場方向穿過手心，則大拇指指向為所受力的方向，由此可知導體棒AB向左運動，說明通電導線在磁場中會受到力的作用．
故答案為：左；會受到力的作用．
（3）畫出ab棒受力分析圖可知，要使棒靜止，當磁場方向垂直軌道平面向上時，此時安培力最小，即磁感應強度最小．
因此有：mgsinθ=BIL
B=

mgisnθ

IL

=0.01T
故答案為：0.01T；垂直軌道平面向上．