Question

【題目】如圖所示，一長為0.1m的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為1T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V電路總電阻為2Ω。已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2。

（1）判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向及大小；

（2）求出金屬棒的質(zhì)量。

Answer 1

【答案】（1）安培力方向向下F=0.6N（2）m=0.1kg

【解析】

（1）根據(jù)左手定則判斷安培力的方向；根據(jù)F=BIL求解安培力；（2）對導(dǎo)體棒受力分析，列出平衡方程即可求解金屬棒的質(zhì)量.

（1）根據(jù)左手定則，安培力方向向下；

根據(jù)F=BIL

E=BLv

聯(lián)立解出F=0.6N

（3）對導(dǎo)體棒：mg=k△x1

mg+F=k△x2

△x1=△x2+△l

聯(lián)立方程解m=0.1kg