题目内容

【题目】如图所示,长为60cm,质量为60g的均匀金属杆MN,用两根劲度系数k均为30N/m的轻弹簧将两端悬挂在天花板上,MN处于磁感应强度为0.2T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,并呈水平状态,g10m/s2求:

(1)要使弹簧恢复原长,应通入什么方向的电流?电流强度多大?

(2)若使电流方向改变而大小不变,稳定后弹簧的伸长量为多少?

【答案】1)要使弹簧恢复原长,应通入由MN的电流;电流强度为5A

2若使电流方向改变而大小不变,稳定后弹簧的伸长量为0.02m

【解析】

试题(1)根据安培力等于重力,即可求解电流大小,由左手定则判断电流方向,由受力平衡可以得到电流强度;

2)电流方向改变而大小不变,导体棒受到的安培力大小不变,方向与原来相反,由平衡条件可得稳定后弹簧的伸长量.

解:(1)要使弹簧恢复原长,安培力方向应向上,由左手定则可判定电流方向为由MN;当安培力等于重力时弹簧恢复原长,有:

BIL=mg

解得:

2)电流方向改变而大小不变,导体棒受到的安培力大小不变,方向与原来相反,由弹力与安培力和重力平衡:

2kx=BIL+mg

即:2kx=2mg

解得:

答:(1)要使弹簧恢复原长,应通入由MN的电流;电流强度为5A

2若使电流方向改变而大小不变,稳定后弹簧的伸长量为0.02m

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