Question

【題目】小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長(zhǎng)L=0.1m，豎直邊長(zhǎng)H=0.3m，匝數(shù)為。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0~2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使得天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量。（重力加速度取）

（1）為使電磁天平的量程達(dá)到0.5kg，線圈的匝數(shù)至少為多少

（2）進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選匝、形狀相同的線圈，總電阻，不接外電流，兩臂平衡，如圖2所示，保持不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾?/span>。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。

Answer 1

【答案】（1）匝（2）

【解析】（1）線圈受到安培力 ①

天平平衡 ②

代入數(shù)據(jù)得匝 ③

（2）由電磁感應(yīng)定律得 ④

⑤

由歐姆定律得 ⑥

線圈受到安培力 ⑦

天平平衡 ⑧

代入數(shù)據(jù)可得 ⑨