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精英家教网一电流表的原理图如图所示.质量为m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;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流大小.下列说法正确的是(  )
A、若要电流表正常工作,电流由M→N
B、若将量程扩大2倍,只需将磁感应强度变为原来的
1
2
C、若将量程扩大2倍,可换一根劲度系数为原来
1
2
倍的轻弹簧
D、若将量程扩大2倍,需要将磁感应强度和弹簧劲度系数均增大为原来2倍
分析: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,根据左手定则可知MN中电流方向,从而确定MN的哪一端与电源正极相接.
当金属棒处于ab线上时,电流表示数最大,根据平衡条件列出受力平衡方程.扩大量程后根据推导出的平衡方程即可解出正确结果.
解答:解:AB、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.跟左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端.故A正确;
B、没有通电流时,mg=k△x
设满量程时通过MN的电流强度为Im,则有:BLIm+mg=k(
.
bc
+△x)
设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有:2B′LIm+mg=k(
.
bc
+△x)
得:B′=
1
2
B,故B正确;
C、若换一根劲度系数为原来
1
2
倍的轻弹簧,没有通电流时:mg=k′△x′
设满量程时通过MN的电流强度为Im,则有:BLIm+mg=k′(
.
bc
+△x′)
设量程扩大后,磁感应强度变为k,则有:2BLIm+mg=k′(
.
bc
+△x)
得:k′=2k,故c错误;
D、由于BC的分析可得,D错误.
故选:AB.
点评:本题重点要建立好模型,将电流表的量程,与MN的位移建立连接关系,进而由MN的位移x与弹力建立关系,最终在列平衡方程的时候,注意形变量不要用全部的,只用从cd到ab的,这样就把重力避开了.
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