Question

如甲圖所示，一根水平金屬絲置于勻強磁場B中，與豎直放置的導軌有良好的接觸，不計金屬絲與導軌間的摩擦．可變電源可以提供任一方向的電流．金屬絲由質量不計的棉線與彈簧秤連接，可以沿豎直方向上下滑動．彈簧秤在沒有任何負載時，讀數恰好為零．現測得多組實驗數據，并作出如圖乙所示的圖象．
（1）在甲圖中，當彈簧秤的讀數為零時，流過水平金屬絲的電流為______ A，方向為______（填順時針或逆時針）；
（2）在乙圖中，作出磁場的磁感應強度變為原來的倍時的圖線．

Answer 1

【答案】分析：（1）當彈簧秤示數為零時，重力與安培力平衡，則左手定則判斷電流的方向，根據圖象得出F=0時，電流的大小．
（2）根據共點力平衡得出彈簧彈力、重力和安培力的關系，得出表達式，當磁感應強度變為原來的倍，再次根據平衡得出表達式，從而作出對應的圖線．
解答：解：（1）當彈簧秤示數為零時，知安培力與重力平衡，根據左手定則知安培力方向向上，則電流方向為順時針方向．根據圖象當彈簧秤示數為零時，則電流的大小為-3.5A．
（2）根據平衡得，F=mg+BIL，通過圖象知，圖線的斜率等于BL，即BL=，即F=35+10I，當磁感應強度變為原來的倍，則斜率等于5，圖線的表達式為F=5I+35．圖象如圖所示．
故答案為：（1）-3.5A，順時針方向．
（2）如圖所示．
點評：解決本題的關鍵通過共點力平衡得出F與I的表達式，以及掌握左手定則判斷安培力的方向．