Question

【题目】如图所示，长度为60cm，质量为60g的均匀金属杆MN，用两条劲度系数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，g取10m/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？

Answer 1

【答案】
（1）解：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M向N；当安培力等于重力时弹簧恢复原长，有：

BIL=mg，

解得： ．

答：要使弹簧恢复原长，应通入由M向N的电流；电流强度为5A．

（2）解：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：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】（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．
【考点精析】通过灵活运用安培力和感应电流的方向，掌握安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零；通电导体在磁场中受力方向：跟电流方向和磁感线方向有关．（左手定则）即可以解答此题．