题目内容

5.长L=60cm质量为m=6.0×10-2kg,粗细均匀的金属棒,两端用完全相同的弹簧挂起,放在磁感强度为B=0.4T,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,若不计弹簧重力,问:
(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小和方向如何?
(2)如在金属中通入自左向右、大小为I=0.2A的电流,弹簧伸长x1=1cm,若通入金属棒中的电流仍为0.2A,但方向相反,这时弹簧伸长了多少?(g=10m/s2)

分析 (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;
(2)对两种情况,分别根据平衡条件、胡克定律和安培力公式列式,联立即可求解.

解答 解:(1)要使弹簧不伸长,则重力应与安培力平衡,所以安培力应向上,据左手定则可知电流方向应向右

   因mg=BIL
所以$I=\frac{mg}{BL}=2.5A$
(2)因在金属中通入自左向右、大小为I1=0.2A的电流,弹簧伸长,即金属棒下降x1=1cm,
由平衡条件得:mg=BIL+2kx1
当电流反向时,由平衡条件得:mg=-BIL+2kx2
解得:${x}_{2}=\frac{mg+BIL}{mg-BIL}{x}_{1}=1.16cm$   
答:(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小为2.5A方向向右
(2)弹簧伸长了1.16cm.

点评 本题考查安培力、弹力与重力间处于平衡状态的问题,体现了胡克定律,安培力公式,同时注意左手定则的应用.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网