Question

【題目】某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁極寬度均為L，忽略邊緣效應(yīng)，一正方形線(xiàn)圈套于中心磁極，其骨架與秤盤(pán)連為一體，線(xiàn)圈兩端C、D與外電路連接，當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤(pán)上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤(pán)和線(xiàn)圈一起向下運(yùn)動(dòng)(骨架與磁極不接觸)，隨后外電路對(duì)線(xiàn)圈供電，秤盤(pán)和線(xiàn)圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量．已知線(xiàn)圈匝數(shù)為n，線(xiàn)圈電阻為R，重力加速度為g.問(wèn)：

(1)線(xiàn)圈向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出？

(2)供電電流I是從C端還是從D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系；

(3)若線(xiàn)圈消耗的最大功率為P，該電子天平能稱(chēng)量的最大質(zhì)量是多少？

Answer 1

【答案】（1）感應(yīng)電流從C端流出 （2）（3）

【解析】試題分析：（1）根據(jù)右手定則，線(xiàn)圈向下切割磁感線(xiàn)，電流應(yīng)從Ｄ端流入，從Ｃ端流出

（２）根據(jù)左手定則可知，若想使彈簧恢復(fù)形變，安培力必須向上，根據(jù)左手定則可知電流應(yīng)從D端流入，根據(jù)受力平衡①

解得②

（3）根據(jù)最大功率得③

②③聯(lián)立解得：