Question

（1）实验室里可以用图（1）所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度．方法如图（2）所示，调整罗盘，使小磁针静止时N极指向罗盘上的零刻度（即正北方向），将条形磁铁放在罗盘附近，使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上，此时罗盘上的小磁针将转过一定角度．若已知地磁场的水平分量B_x，为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B，则只需知道______，磁感应强度的表达式为B=______．
（2）如图（3）所示，蹄形磁铁水平放置，在磁场中有一水平光滑导轨通过接线柱P、Q与导线相连，导轨上面搁有一导体细棒AB．导线将AB棒、电源、变阻器、电键等构成电路．闭合电键，可观察到导体棒AB向______运动（填“左”或“右”），此现象表明通电导线在磁场中______．
（3）如图（4）所示，质量是m=10g的铜导线ab放在光滑的宽度为0.5m的金属滑轨上，滑轨平面与水平面倾角为30°，ab静止时通过电流为10A，要使ab静止，磁感强度至少等于______，方向为______．（取g=10m/s²）

Answer

（1）指针指向条形磁铁磁场与与地磁场水平分量磁场的合磁场方向，因此根据矢量合成法则：平行四边形定则可正确解答；
（2）通电导体在磁场中受力情况可以利用左手定则进行判断；
（3）对ab棒进行受力分析，根据所处平衡状态状态列方程求解．
【解析】
（1）磁针指向为合磁场方向，知道了地磁场的水平分量Bx，根据矢量合成法则可知只要知道罗盘上指针的偏转角，即可求出罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B．
由图2可知：，因此有：B=Bxtanθ．
故答案为：罗盘上指针的偏转角；Bxtanθ．
（2）根据左手定则可知：让四指指向电流方向，磁场方向穿过手心，则大拇指指向为所受力的方向，由此可知导体棒AB向左运动，说明通电导线在磁场中会受到力的作用．
故答案为：左； 会受到力的作用．
（3）画出ab棒受力分析图可知，要使棒静止，当磁场方向垂直轨道平面向上时，此时安培力最小，即磁感应强度最小．
因此有：mgsinθ=BIL

故答案为：0.01T； 垂直轨道平面向上．