粗細均勻的直導線ab的兩端懸掛在兩根相同的*簧下邊,ab恰好處在水平位置(如圖所示).已知ab的質量爲m=10...
問題詳情:
粗細均勻的直導線ab的兩端懸掛在兩根相同的*簧下邊,ab恰好處在水平位置(如圖所示).已知ab的質量爲m=10g,長度L=60cm,沿水平方向與ab垂直的勻強磁場的磁感應強度B=0.4T.
(1)要使兩根*簧能處在自然狀態,既不被拉長,也不被壓縮,ab中應沿什麼方向、透過多大的電流?
(2)當導線中有方向從a到b、大小爲0.2A的電流通過時,兩根*簧均被拉長了△x=1mm,求該*簧的勁度係數.
【回答】
安培力;力的合成與分解的運用;共點力平衡的條件及其應用.
【分析】(1)根據安培力等於重力,即可求解電流大小,由左手定則判斷電流方向;
(2)由受力分析,藉助於平衡條件,即可求解;
【解答】解:(1)只有當ab受到的磁場力方向豎直向上且大小等於ab的重力時,兩根*簧才能處於自然狀態,根據左手定則,ab中的電流應由a到b,電流的大小由mg=BIL
求得:I== A=0.4 A.
(2)當導線中透過由a到b的電流時,受到豎直向上的磁場力作用,被拉長的兩根*簧對ab有豎直向上的拉力,同時ab受豎直向下的重力,平衡時平衡方程爲:
BIL+2k△x=mg
可得*簧的勁度係數爲:k== N/m=24 N/m
答;(1)要使兩根*簧能處在自然狀態,既不被拉長,也不被壓縮,電流方向從a到b、透過0.4A的電流.
(2)當導線中有方向從a到b、大小爲0.2A的電流透過時,兩根*簧均被拉長了△x=1mm,求該*簧的勁度係數24N、m.
【點評】考查安培力、*力與重力間處於平衡狀態的問題,體現了胡克定律,安培力公式,同時注意左手定則的應用.
知識點:專題八 電磁感應
題型:計算題