Question

（遼寧省部分重點中學2012屆高三上學期期末聯考）如圖所示，質量為m=0.6kg，長為l=lm的通電直導線用兩絕緣細線懸掛于O、O′，并處于磁感應強度為B的勻強磁場中。當導線中通以沿x正方向的恒定電流I=1A，導線從最低點由靜止釋放擺到最大擺角θ=37°。則磁感應強度方向和大小可能為（    ）（sin 37°=0.6，cos37° =0.8，g=l0m/s²）

A．B方向沿y軸正向，B=6T                       B．B方向沿y軸正向，B=10T

C．B方向沿z軸負向，B=4.5T                    D．B方向沿z軸負向，B=2T

Answer 1

D  解析：若B方向沿y軸正向，根據左手定則可知，安培力始終指向z軸正方向，那么導線在最低點時所受合力沿豎直方向，所以它不可能向右擺動，選項AB錯誤；若B方向沿z軸負向，同理可知，安培力始終指向y軸正方向，導線在最低點時所受合力沿y軸正向，導線可以向右擺動，因為在導線運動過程中，導線受到的豎直向下的重力（大小為mg）和沿y軸正向的安培力（大小為BIL）的合力恒定，所以導線的運動可看作在等效重力場中的單擺模型，根據題意，它們的合力即等效重力場的方向與豎直方向的夾角為θ/2，所以BIL=mgtan（θ/2），其中tan（θ/2）=，代入數據，可得B=2T。本題答案為D。

注意：也可根據擺角θ=37°時，導線沿垂直導線方向上的合力大小為BIL求解。