Question

如圖所示，在兩根勁度系數(shù)都為K的相同的輕質(zhì)彈簧下懸掛有一根導(dǎo)體棒ab，導(dǎo)體棒置于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)垂直．磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以自左向右的恒定電流時(shí)，兩彈簧各伸長(zhǎng)了△l₁；若只將電流反向而保持其他條件不變，則兩彈簧各伸長(zhǎng)了△l₂，求：
（1）導(dǎo)體棒通電后受到的磁場(chǎng)力F的大�。�
（2）若導(dǎo)體棒中無(wú)電流，則每根彈簧的伸長(zhǎng)量△l₃為多少？

Answer 1

【答案】分析：由左手定則判斷出安培力的方向，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，然后由平衡條件列方程解題．
解答：解：（1）導(dǎo)體棒受豎直向下的重力mg，兩彈簧豎直向上的拉力f=2K△l₁，
電流自左向右時(shí)，由左手定則可知，安培力F=BIL，導(dǎo)體棒靜止，
處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：mg=2K△l₁+F…①
電流自右向左時(shí)，由左手定則可知，安培力F=BIL豎直向下，
此時(shí)兩彈簧豎直向上的拉力f=2K△l₂，導(dǎo)體棒靜止，
處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：：mg+F=2K△l₂ …②
由①②解得：F=K（△l₂-△l₁）；  
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒中沒(méi)有電流時(shí)，棒受到豎直向下的重力mg，
豎直向上的兩彈簧的拉力2K△l₃，棒靜止，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件得：mg=2K△l₃…③
由①②③解得：△l₃=K（△l₁+△l₂）
答：（1）導(dǎo)體棒通電后受到的磁場(chǎng)力F的大小為K（△l₂-△l₁）．
（2）若導(dǎo)體棒中無(wú)電流，則每根彈簧的伸長(zhǎng)量△l₃為K（△l₁+△l₂）．
點(diǎn)評(píng)：對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，應(yīng)用平衡條件可以正確解題；對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析時(shí)，要注意應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向．