Question

【题目】如图为一电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k．在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．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,此时指针指标尺上的“0”刻度，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．

(1)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？

(2)若k=2.0N/m， ab=0.20m，bc=0.050m，B=0.20T，此电流表的量程是多少？ （不超出弹性限度）

Answer 1

【答案】M端接正，2.5A

【解析】

(1)当电流表正常工作时,电流表有示数,金属棒将受到向下的安培力,根据左手定则可以知道MN中电流方向,从而确定MN的哪一端与电源正极相接.
(2)当金属棒处于ab线上时,电流表示数最大,根据平衡条件以及弹簧的伸长量可求得此时是最大电流.

（1）若要电流表正常工作，则应该保证通电时导体棒受到向下的安培力，根据左手定则可知电流方向应该从M端流向N端，即M端接正极

（2）当电流表示数为零时,设弹簧的伸长为 ,则有:

设满量程时通过MN的电流强度为 ,则有:

代入数据得