某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为

某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为

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某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为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.MN的右端连接一绝缘轻指针,可指示出标尺上的刻度.MN的长度大于ab,当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ab边重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流时,指针示数可表示电流强度.MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g.
(1)当电流表的示数为零时,求弹簧的伸长量;
(2)为使电流表正常工作,判断金属杆MN中电流的方向;
(3)若磁场边界ab的长度为L1,bc的长度为L2,此电流表的量程是多少?
答案
(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为△x,
由平衡条件得:mg=k△x∴△x=
mg
k

(2)电流表正常工作,金属棒所受安培力应向下,
由左手定则可知,金属杆中的电流方向为:M→N;
(3)设电流表满偏时通过MN的电流为Im,此时金属棒到达dc位置,
由平衡条件得:BImL1+mg=k(L2+△x)Im=
kL2
BL1

答:(1)弹簧的伸长量为
mg
k

(2)金属杆MN中的电流由M指向N.
(3)电流表量程是
kL2
BL1
举一反三
关于垂直于磁场方向的通电直导线所受到磁场作用力的方向,下列说法正确的是(  )
A.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行
B.跟电流方向垂直,跟磁场方向平行
C.跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直
D.以上说法都不对
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一根长为0.lm、通有电流1.8A的导线,放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,受到的磁场力大小可能为(  )
A.0.01NB.0.04NC.0.1ND.0.2N
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一根长为0.2m,电流强度为2A的通电直导线,垂直磁感线放在磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中,磁场足够大,则导线受到的磁场力是(  )
A.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0N
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如图所示的通电导线在磁场中受力图正确的是(  )
A.B.C.D.
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一束带电粒子沿着水平方向,平行地飞过磁针的上方,如图所示,当带电粒子飞过磁针上方的瞬间,磁针的S极向纸里转,则带电粒子可能是(  )
A.向右飞行的正电荷束B.向左飞行的正电荷束
C.向右飞行的负电荷束D.向左飞行的负电荷束

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