Question

【題目】如圖所示，長(zhǎng)度為60cm，質(zhì)量為60g的均勻金屬桿MN，用兩條勁度系數(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(qiáng)度為0.2T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并呈水平狀態(tài)，g取10m/s2求：

（1）要使彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，應(yīng)通入什么方向的電流？電流強(qiáng)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(zhǎng)量為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：要使彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，安培力方向應(yīng)向上，由左手定則可判定電流方向?yàn)橛蒑向N；當(dāng)安培力等于重力時(shí)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，有：

BIL=mg，

解得： ．

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

（2）解：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(lái)相反，由彈力與安培力和重力平衡：

2kx=BIL+mg，

即：2kx=2mg，

解得： ．

答：若使電流方向改變而大小不變，穩(wěn)定后彈簧的伸長(zhǎng)量為0.02m．

【解析】（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(qiáng)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(lái)相反，由平衡條件可得穩(wěn)定后彈簧的伸長(zhǎng)量．
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用安培力和感應(yīng)電流的方向，掌握安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零；通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向：跟電流方向和磁感線方向有關(guān)．（左手定則）即可以解答此題．