Question

7．一种电流表的原理图如图所示，用两根相同的绝缘轻弹簧将长度L=0.25m的细金属棒MN悬挂起来，两根弹簧的劲度系数均为k=2.0N/m．金属棒MN水平，两弹簧平行且竖直．已知矩形区域abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小B=0.20T，方向垂直纸面向外，且ab长度为0.20m、bc长度为0.05m，与MN的右端N连接的绝缘轻指针可指示标尺上的读数．当金属棒MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合且指针指在标尺上的零刻度线处；当金属棒MN中有电流通过时，指针示数可表示金属棒MN中的电流大小，则关于这个电流表以下说法正确的是（　　）

• A． 该电流表只能测量由N流向M的电流
• B． 该电流表只能测量由M流向N的电流
• C． 该电流表的量程是0～4.0A
• D． 该电流表的量程是O～5.0A

Answer 1

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错误，B正确；
CD、在cd位置时，重力和弹力平衡，电流越大，MN受到的安培力越大，向下的位移越大，电流最大时，MN与ab重合，MN位移为x，由受力平衡可得：
BIL_ab=kx；
解得：
$\frac{kx}{B{L}_{ab}}=\frac{2×0.05}{0.20×0.20}=2.5A$．
故CD错误．
故选：B．

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．