粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab恰好处在水平位置(如图所示).已知ab的质量为m=10g,长度L=60cm,沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4T。

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab恰好处在水平位置(如图所示).已知ab的质量为m=10 g,长度L=60 cm,沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4 T。   
(1)要使两根弹簧能处在自然状态,既不被拉长,也不被压缩,ab中应沿什么方向、通过多大的电流?
(2)当导线中有方向从ab、大小为0.2 A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了△x=1 mm,求该弹簧的劲度系数.
(3)当导线中由ba方向通过0.2 A的电流时两根弹簧被拉长多少?(取g=9.6 m/s2=9.6 N/kg)

◎ 答案

解:(1)只有当ab受到的磁场力方向竖直向上且大小等于ab的重力时,两根弹簧才能处于自然状态,根据左手定则,ab中的电流应由ab,电流的大小由mgBIL
求得IA=0.4 A
(2)当导线中通过由ab的电流时,受到竖直向上的磁场力作用,被拉长的两根弹簧对ab有竖直向上的拉力,同时ab受竖直向下的重力,平衡时平衡方程为BIL+2k△xmg
可得弹簧的劲度系数kN/m=24 N/m
(3)当电流方向由ba时,ab所受磁场力竖直向下,这时的平衡方程为:2k△x'mgBIL
由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度为△x'm=0.003 m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab恰好处在水平位置(如图所示).已知ab的质量为m=10g,长度L=60cm,沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4T。…”主要考查了你对  【共点力的平衡】  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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