Question

20．如图所示，一根重力为G=0.1N、长为L=1m、质量分布均匀的导体ab、，在其中点弯成60度角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端ab、悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均处于竖直状态，当导体中通有I=1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了△x=0.01m，已知云强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B=0.4T，则（　　）

• A． 导体中电流的方向为a→b
• B． 每根弹簧的弹力大小为0.5N
• C． 弹簧的进度系数为k=5N/m
• D． 若导体中不同电流，则弹簧比原长伸长了0.02m

Answer 1

分析 通过金属棒受重力、弹力、安培力平衡，可知安培力F与重力G大小关系．知道了安培力的方向，根据左手定则判断电流的方向．根据受力平衡，求出弹簧的弹力与劲度系数

解答 解：A、由题意知通电后弹簧比原长缩短了，说明安培力方向向上，由左手定则可知，电流方向由b→a，故A错误；
B、通电后，ab导体的有效长度为l=$\frac{1}{2}$L=0.5m，受到的安培力为：
F=BIL=0.4×1×0.5N=0.2N    
F+2F_弹=mg
F_弹=$\frac{mg-F}{2}=\frac{0.1-0.2}{2}N=0.05N$，故B错误；
C、F_弹=k△x
k=$\frac{{F}_{弹}}{△x}=\frac{0.05}{0.01}N/m=5N/m$，故C正确
D、导线不通电，则2kx=mg
x=$\frac{mg}{2k}=\frac{0.1}{2×5}m=0.01m$，故D错误
故选：C

点评 解决本题的关键通过受力分析，得知安培力的方向、大小，从而求出磁感应强度的大小．以及会利用左手定则判断电流的方向．