Question

（7分）某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为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。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g。

（1）当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量；
（2）为使电流表正常工作，判断金属杆MN中电流的方向；
（3）若磁场边界ab的长度为L₁，bc的长度为L₂，此电流表的量程是多少？

Answer 1

（1）   （2）  MN  （3）

试题分析：（1）设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为，则有
　　　　 （2分）
（2）根据左手定则，金属杆中的电流方向为：MN         （2分）
（3）设电流表满偏时通过MN的电流为I_m，则有：
       （3分）