粗細均勻的直導線ab的兩端懸掛在兩根相同的*簧下邊，ab恰好處在水平位置（如圖所示）．已知ab的質量為m=10...

問題詳情：

粗細均勻的直導線ab的兩端懸掛在兩根相同的*簧下邊，ab恰好處在水平位置（如圖所示）．已知ab的質量為m=10g，長度L=60cm，沿水平方向與ab垂直的勻強磁場的磁感應強度B=0.4T．

（1）要使兩根*簧能處在自然狀態，既不被拉長，也不被壓縮，ab中應沿什麼方向、通過多大的電流？

（2）當導線中有方向從a到b、大小為0.2A的電流通過時，兩根*簧均被拉長了△x=1mm，求該*簧的勁度係數．

【回答】

安培力；力的合成與分解的運用；共點力平衡的條件及其應用．

【分析】（1）根據安培力等於重力，即可求解電流大小，由左手定則判斷電流方向；

（2）由受力分析，藉助於平衡條件，即可求解；

【解答】解：（1）只有當ab受到的磁場力方向豎直向上且大小等於ab的重力時，兩根*簧才能處於自然狀態，根據左手定則，ab中的電流應由a到b，電流的大小由mg=BIL

求得：I== A=0.4 A．

（2）當導線中通過由a到b的電流時，受到豎直向上的磁場力作用，被拉長的兩根*簧對ab有豎直向上的拉力，同時ab受豎直向下的重力，平衡時平衡方程為：

BIL+2k△x=mg                                                  

可得*簧的勁度係數為：k== N/m=24 N/m               

答；（1）要使兩根*簧能處在自然狀態，既不被拉長，也不被壓縮，電流方向從a到b、通過0.4A的電流．

（2）當導線中有方向從a到b、大小為0.2A的電流通過時，兩根*簧均被拉長了△x=1mm，求該*簧的勁度係數24N、m．

【點評】考查安培力、*力與重力間處於平衡狀態的問題，體現了胡克定律，安培力公式，同時注意左手定則的應用．

知識點：專題八 電磁感應

題型：計算題