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某电子天平原理如图所示,E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感应强度大小均为B,磁极宽度均为L,忽略边缘效应,一正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端C、D与外电路连接.当质量为m的重物放在秤盘上时,*簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量.已知线圈匝数为n,线圈电阻为R,重力加速度为g.问
(1)供电电流I是从C端还是从D端流入?求重物质量与电流的关系.
(2)若线圈消耗的最大功率为P,该电子天平能称量的最大质量是多少?
【回答】
(1)要通过供电使线圈恢复到未放重物时的位置,必须在线圈中产生向上的安培力与物体重力平衡.根据左手定则,判断电流方向应当从D端流入.
由FA=mg,FA=2nBIL
得m=I
(2)设称量最大质量为mP.
由m=I,P=I2R
得mP=
*:(1)从D端流入 m=I (2)
知识点:磁场对通电导线的作用力
题型:计算题
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