如图所示，质量不能忽略的矩形线圈abcd，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过如图电流I时，调节左端砝码使系统平衡．然后
更新时间： 2025-08-23 00:36:45
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问题描述：
如图所示，质量不能忽略的矩形线圈abcd，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过如图电流I时，调节左端砝码使系统平衡．然后使电流反向，大小不变．这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使系统再达到新的平衡．
（1）请判断磁场的方向并在虚框中标出．
（2）导出用已知量和测量得到的量n、m、L、I计算B的表达式．
庞向斌回答：
（1）若B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码；
若B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码．
故磁场的方向垂直纸面向外；
（2）根据平衡条件：
有：mg=2nBIL，
得：B=mg2nIL
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