Question

已知北京地區地磁場的水平分量為3.0×10^-5T．若北京市一高層建筑安裝了高100m的金屬桿作為避雷針，在某次雷雨天氣中，當帶有正電的烏云經過避雷針的上方時，避雷針開始放電，某一時刻的放電電流為1×10⁵A，此時金屬桿所受安培力的方向和大小分別為（　　）

A、方向向東，大小為300 N

B、方向向東，大小為30 N

C、方向向西，大小為300 N

D、方向向西，大小為30 N

Answer 1

分析：金屬桿豎直，與地磁場水平分量垂直，受到地磁場的安培力，根據安培力公式F=BIL，求出金屬桿所受磁場力．地磁場水平分量向北，根據左手定則判斷安培力方向．

解答：解：當帶有正電的烏云經避雷針放電時，放電電流方向沿避雷針向下，若面向北方而立，則空間水平磁場均為“×”，若右方為東方，左方為西方向，如圖，由左手定則判定可知金屬桿所受安培力的方向向東，大小為F=BIL=3.0×10^-5×1×10⁵×100N=300N
故選A

點評：本題考查應用物理知識解決實際問題的能力，要建立模型，簡化問題．實際地磁場不是勻強磁場，上述結果只是簡化與近似．同時要掌握左手定則和安培力大小公式F=BIL．