5.

图8-1-21

  如图8-1-21所示为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为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.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强度.

  (1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)

  (2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?

  (3)若k=2.0 N/m,=0.20 m,=0.050 m,B=0.20 T,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)

  (4)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?

  解析:(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx,则有mgkΔx,①

  由①式得:Δx=.②

  (2)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,因此M端应接正极.

  (3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则有BIm+mgk(+Δx),③

  联立②③并代入数据得Im=2.5 A.④

  (4)设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有2BIm+mgk(+Δx).⑤

  由①⑤式得:B′= .⑥

  代入数据得:B′=0.10 T.

  答案:(1) (2)M端 (3)2.5 A (4)0.10 T

 

 0  137410  137418  137424  137428  137434  137436  137440  137446  137448  137454  137460  137464  137466  137470  137476  137478  137484  137488  137490  137494  137496  137500  137502  137504  137505  137506  137508  137509  137510  137512  137514  137518  137520  137524  137526  137530  137536  137538  137544  137548  137550  137554  137560  137566  137568  137574  137578  137580  137586  137590  137596  137604  447348 

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