Question

【題目】如圖所示，長為60cm，質(zhì)量為60g的均勻金屬桿MN，用兩根勁度系數(shù)k均為30N/m的輕彈簧將兩端懸掛在天花板上，MN處于磁感應(yīng)強度為0.2T、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，并呈水平狀態(tài)，g取10m/s2求：

（1）要使彈簧恢復(fù)原長，應(yīng)通入什么方向的電流？電流強度多大？

（2）若使電流方向改變而大小不變，穩(wěn)定后彈簧的伸長量為多少？

Answer 1

【答案】（1）要使彈簧恢復(fù)原長，應(yīng)通入由M向N的電流；電流強度為5A．

（2若使電流方向改變而大小不變，穩(wěn)定后彈簧的伸長量為0.02m．

【解析】

試題（1）根據(jù)安培力等于重力，即可求解電流大小，由左手定則判斷電流方向，由受力平衡可以得到電流強度；

（2）電流方向改變而大小不變，導(dǎo)體棒受到的安培力大小不變，方向與原來相反，由平衡條件可得穩(wěn)定后彈簧的伸長量．

解：（1）要使彈簧恢復(fù)原長，安培力方向應(yīng)向上，由左手定則可判定電流方向為由M向N；當(dāng)安培力等于重力時彈簧恢復(fù)原長，有：

BIL=mg，

解得：．

（2）電流方向改變而大小不變，導(dǎo)體棒受到的安培力大小不變，方向與原來相反，由彈力與安培力和重力平衡：

2kx=BIL+mg，

即：2kx=2mg，

解得：．

答：（1）要使彈簧恢復(fù)原長，應(yīng)通入由M向N的電流；電流強度為5A．

（2若使電流方向改變而大小不變，穩(wěn)定后彈簧的伸長量為0.02m．