问题
实验题
.矩形线圈abcd放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴，磁感应强度B=1.34×10-2 T，如图所示.线圈边长ad="6" cm,ab="8" cm，线圈是均匀的，总质量为2.8×10-3 kg，此线圈可绕ad边自由转动.当线圈静止在与xOz平面成30°角的位置时，则通过线圈的电流的大小为________，方向为_________(g取10 m/s2).
答案
10 A abcda
设矩形线圈abcd的总质量为m0
则ab、cd边的重力为m1g=4m0g/7=1.6×10-2 N
m1的重力的力矩为
M1=m1g×0.5Labsin30°
=1.6×10-2×0.5×0.08×0.5 N·m
=3.2×10-4 N·m
bc边的重力为m2g=3m0g/14=6×10-3 N
m2的重力的力矩为M2=m2g×Labsin30°
=6×10-3×0.08×0.5 N·m=2.4×10-4 N
矩形线圈的重力的力矩为MG=M1+M2=5.6×10-4 N·m
矩形线圈所受的电磁力矩为M电=BIScos30°
平衡时M电=MG
得电流的大小为I=MG/BScos30°
=5.6×10-4/1.34×10-2×0.06×0.08×0.866 A="10" A
方向沿abcda(左手定则分析bc边的安培力便可获得).
