Question

13．物理興趣小組嘗試用圖甲所示的小羅盤估測直線電流產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，方法如圖乙所示，調(diào)整羅盤，使小磁針靜止時N極指向羅盤上的零刻度（即正北方向），在羅盤正上方沿南北放置一通電導(dǎo)線，此時羅盤上的小磁針將轉(zhuǎn)過一定角度，如圖，
（1）導(dǎo)線中電流方向是由北向南（填“由南向北”或“由北向南”）
（2）若已知地磁場的水平分量R₂，計算羅盤上方直線電流產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度．

Answer 1

分析 （1）小磁針靜止時N極的指向即為磁場方向，由安培定則判斷導(dǎo)線中的電流方向．
（2）當(dāng)小磁針的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，是地球的磁場與電流磁鐵的磁場的合成，根據(jù)矢量合成的方法計算即可．

解答 解：（1）在羅盤正山方沿南北放置一通電導(dǎo)線，此時羅盤上的小磁針向東偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場向東，由安培定則判斷知導(dǎo)線中電流方向是由北向南．
（2）磁針指向為合磁場方向，知道了地磁場的水平分量B₂，根據(jù)矢量合成法則可知只要知道羅盤上指針的偏轉(zhuǎn)角，即可求出羅盤所在處電流磁場的磁感應(yīng)強度為B．
由幾何關(guān)系可知：tanθ=$\frac{B}{{B}_{2}}$，因此有：B=B₂tanθ
故答案為：（1）由北向南．（2）B₂tanθ．

點評 該題考查磁場的合成與分解，要知道磁感應(yīng)強度是矢量，要使用平行四邊形定則進行合成與分解．