小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L.(1)判断铜条所受安培力的方向，并说明G1和G2哪个大；(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小．试题及答案-解答题-云返教育

试题详情

小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G₁，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G₂，铜条在磁场中的长度为L.

(1)判断铜条所受安培力的方向，并说明G₁和G₂哪个大；
(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小．

试题解答

见解析

（1）铜条切割磁感线产生感应电动势，并在闭合回路中产生感应电流。根据右手定则可知，流过铜条的感应电流从B指向A，再利用左手定则可知，铜条受到磁铁的安培力竖直向上。根据牛顿第三定律，磁铁受到铜条竖直向下的反作用力，所以G₂＞G₁.
（或者：根据楞次定律，导体棒所受安培力阻碍其相对磁铁的运动，所以铜条所受安培力的方向向上）
（2）铜条向下匀速运动时，铜条切割磁感线产生的感应电动势F=BLv，闭合回路中的感应电流