如图所示,一根均匀的导体棒ab,长为l,质量为m,电阻为R0,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导体ab由两根相同的轻质弹簧悬挂,并处在水平位置,这时每根弹簧的伸长量为x0.

◎ 题目

如图所示,一根均匀的导体棒ab,长为l,质量为m,电阻为R0,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导体ab由两根相同的轻质弹簧悬挂,并处在水平位置,这时每根弹簧的伸长量为x0.若电源电动势为E,电阻不计,两根弹簧的总电阻为R,求当开关S闭合后,导体ab平衡时每根弹簧的伸长量x是多少?

◎ 答案

◎ 解析

当S断开时,ab棒受重力mg和弹簧的弹力2kx0处于平衡,则mg=2kx0      ①
S闭合时,导体棒ab中的电流为                    ②
此时导体还要受到安培力的作用,其大小为FA=BIL,根据左手定则,FA方向向上,导体ab平衡后,根据平衡条件有mg="2kx+BIL                        " ③
由①②③解得,归纳:
(1)当mg>FA时,弹簧处于伸长状态,伸长量为x;
(2)当mg=FA时,弹簧恢复原长,x=0
(3)当mg<FA时,弹簧处于压缩状态,压缩量为|x|.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一根均匀的导体棒ab,长为l,质量为m,电阻为R0,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导体ab由两根相同的轻质弹簧悬挂,并处在水平位置,这时每根弹簧的伸长量为x0.…”主要考查了你对  【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、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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