◎ 题目

如图为一电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为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．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab．当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合：当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度． （1）当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？（重力加速度为g） （2）若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？ （3）若k=2.0N/m， . ab =0.20m， . bc =0.050m，B=0.20T，此电流表的量程是多少？（不计通电时电流产生的磁场的作用） （4）若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？

◎ 答案

（1）设弹簧的伸长为△x，则有：mg=k△x               ① 由①式得：△x= mg k      ② 故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为 mg k ． （2）为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下．跟左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端，因此M端应接正极． 故若要电流表正常工作，MN的M端应接正极． （3）设满量程时通过MN的电流强度为Im，则有： BIm . ab +mg=k( . bc +△x)                ③ 联立①③并代入数据得：Im=2.5 A                  ④ 故此电流表的量程是2.5A． （4）设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有：2B′Im . ab +mg=k( . bc +△x)⑤ 由①⑤得B′= k . bc 2Im . ab 代入数据得B'=0.10 T            故若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为0.10T．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图为一电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k．在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方…”主要考查了你对  【弹力的大小、胡克定律】，【共点力的平衡】，【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。