Question

（遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)2012屆高三上學(xué)期期末聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為m=0.6kg，長(zhǎng)為l=lm的通電直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的恒定電流I=1A，導(dǎo)線從最低點(diǎn)由靜止釋放擺到最大擺角θ=37°。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為（    ）（sin 37°=0.6，cos37° =0.8，g=l0m/s²）

A．B方向沿y軸正向，B=6T                       B．B方向沿y軸正向，B=10T

C．B方向沿z軸負(fù)向，B=4.5T                    D．B方向沿z軸負(fù)向，B=2T

Answer 1

D  解析：若B方向沿y軸正向，根據(jù)左手定則可知，安培力始終指向z軸正方向，那么導(dǎo)線在最低點(diǎn)時(shí)所受合力沿豎直方向，所以它不可能向右擺動(dòng)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；若B方向沿z軸負(fù)向，同理可知，安培力始終指向y軸正方向，導(dǎo)線在最低點(diǎn)時(shí)所受合力沿y軸正向，導(dǎo)線可以向右擺動(dòng)，因?yàn)樵趯?dǎo)線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)線受到的豎直向下的重力（大小為mg）和沿y軸正向的安培力（大小為BIL）的合力恒定，所以導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)可看作在等效重力場(chǎng)中的單擺模型，根據(jù)題意，它們的合力即等效重力場(chǎng)的方向與豎直方向的夾角為θ/2，所以BIL=mgtan（θ/2），其中tan（θ/2）=，代入數(shù)據(jù)，可得B=2T。本題答案為D。

注意：也可根據(jù)擺角θ=37°時(shí)，導(dǎo)線沿垂直導(dǎo)線方向上的合力大小為BIL求解。