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磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则
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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
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
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L
1
，bc的长度为L
2
，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I
m
，此时金属棒到达dc位置，
由平衡条件得：
B
I
m
L
1
+mg=k(
L
2
+△x)
I
m
=
k
L
2
B
L
1
；
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
k
L
2
B
L
1
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“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…”主要考查了你对 【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
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