题目内容
【题目】某兴趣小组的同学设计了一个“电流表”。如图所示,质量为m=0.01kg的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的劲度系数k = 2.0 N/m的弹簧相连。在矩形区域abcd内有垂直纸面向外、大小B = 0.20 T的匀强磁场。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。若ab=0.2m,bc=0.05m,重力加速度g取10m/s2,(不计通电时电流产生的磁场的作用)则下列说法正确的是
A. 若要电流表正常工作,MN的N端应与电源正极相接
B. 当电流表示数为零时,弹簧长度为0.05m
C. 此电流表的量程是2A
D. 为了将量程扩大为原来的2倍,磁感应强度应变为0.1T
【答案】D
【解析】为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,由左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端,因此M端应接正极,故A错误;当电流表示数为零时,安培力为零,设弹簧的伸长为△x,根据平衡条件则有:mg=k△x,解得:,所以当电流表示数为零时,弹簧伸长量为0.05m,故B正确;设满量程时通过MN的电流强度为Im,根据平衡条件则有:BImLab+mg=k(Lbc+△x),联立并代入数据得:Im=2.5 A,故此电流表的量程是2.5A,故C错误;设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有:2B′ImLab+mg=k(Lbc +△x),解得:B'=0.10 T,故D正确。所以D正确,ABC错误。
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