Question

如圖所示，勁度系數為k的輕質彈簧下端掛有匝數為n的矩形線框abcd，bc邊長為l，線框的下半部處在勻強磁場中，磁感應強度大小設為B，方向與線框平面垂直，在圖中垂直于紙面向里，線框中通以電流I，方向如圖11所示．開始時線框處于平衡狀態．令磁場反向，磁感應強度的大小仍為B，線框達到新的平衡．在此過程中線框位移的大小是x，位移的方向

 

，用此實驗裝置測出B=

 

．

Answer 1

分析：先對原磁場下的線框進行受力分析列受力平衡的方程，然后對方向改變后的磁場中的線框進行受力分析列受力平衡的方程，求出彈簧的彈力之差

解答：解：當存在垂直于紙面向里的磁場時，由左手定則判斷線框所受安培力向上，根據受力平衡：
F₁+nBIL=mg
當改為向外的磁場后，線框所受安培力向下，則位移向下：
F₂=mg+nBIL
此過程中線框位移的大小x=

F2-F1

k

=

2nBIL

k

所以磁場B=

kx

2 nIL

故答案為：向下；

kx

2 nIL

．

點評：本題考查了安培力方向的判斷以及胡克定律，難度不大，注意左手定則與右手定則的區別．