Question

如圖6-1-23所示，將長(zhǎng)50 cm、質(zhì)量為10 g的均勻金屬棒ab的兩端用兩只相同的彈簧懸掛成水平狀態(tài)，位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)金屬棒中通過(guò)0.4 A電流時(shí)，彈簧恰好不伸長(zhǎng).求：

圖6-1-23

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？

(2)當(dāng)金屬棒通過(guò)0.2 A由a到b的電流時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)1 cm，如果電流方向由b到a，而電流大小不變時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)又是多少？

Answer 1

解析：當(dāng)ab棒受到向上的安培力BIL和向下的重力mg大小相等時(shí)，彈簧不伸長(zhǎng)，

由BIL＝mg可得出磁感應(yīng)強(qiáng)度：B= T=0.49 T

當(dāng)0.2 A的電流由a向b時(shí)，ab棒受到兩根彈簧上的拉力2kx₁及向上的安培力BI₁L和向下的重力mg作用，處于平衡狀態(tài).

由平衡條件有：2kx₁＝mg-BI₁L                               ①

電流反向后，ab棒在兩個(gè)彈簧向上的拉力2kx₂及向下的安培力BI₂L和重力mg作用下平衡，有：2kx₂＝mg+BI₂L                                              ②

①②兩式相除并整理，得彈簧伸長(zhǎng)x₂為：x₂=·x₁=3 cm

說(shuō)明：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力問(wèn)題中，導(dǎo)體受到的安培力和導(dǎo)體受到的其他力一樣，遵從力的一般規(guī)律，但要注意其方向.

答案：B=0.49 T，x₂=3 cm