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精英家教网如图所示,在两根劲度系数都为k的相同弹簧下悬挂有一根重为G的导体棒a b,导体棒长为L,置于水平方向的磁场强度为B的匀强磁场中,且与匀强磁场相互垂直.磁场方向垂直纸面向里,当导体棒通有自左向右的电流时,两个弹簧的形变量为x.求:
(1)此时导体中的电流大小是多少?
(2)当导体中的电流为多少时弹簧的形变量为零?
分析:(1)当电流过小时,弹簧处于拉伸状态;而当电流过大时,弹簧处于压缩状态,并根据导体棒受力特点,结合胡克定律,列出平衡方程,即可正确求解.
(2)当弹簧的形变量为零时,安培力与重力大小相等、方向相反,由平衡条件和安培力公式F=BIL结合求解I.
解答:解:(1)由题意可知,当电流过小时,根据题可知弹簧伸长量为x,因此重力与安培力、弹簧的拉力平衡,故有:
  G=BI1L+2kx,
解得:I1=
G-2kx
BL

当电流过大时,根据题可知弹簧压缩量为x,因此重力、弹簧的拉力与安培力平衡,故有:
  G+2kx=BI2L,
解得:I2=
G+2kx
BL

(2)当弹簧的形变量为零时,安培力与重力大小相等、方向相反,则得:
   G=BIL,得I=
G
BL

答:
(1)此时导体中的电流大小是
G-2kx
BL
G+2kx
BL

(2)当导体中的电流为
G
BL
时弹簧的形变量为零.
点评:本题考查了安培力的简单应用,属于简单基础题目,记住安培力公式,根据平衡条件即可正确求解,注意弹簧的形变量有拉伸与压缩两种情况.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在两根劲度系数都为K的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab,导体棒置于水平方向的匀强磁场中,且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里,当导体棒中通以自左向右的恒定电流时,两弹簧各伸长了△l1;若只将电流反向而保持其他条件不变,则两弹簧各伸长了△l2,求:
(1)导体棒通电后受到的磁场力F的大小?
(2)若导体棒中无电流,则每根弹簧的伸长量△l3为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

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求:此时导体中的电流大小是多少?

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1.导体棒通电后受到的磁场力的大小?

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年度江苏省仪征中学高二上学期期末模拟考试物理卷 题型:计算题

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【小题1】导体棒通电后受到的磁场力的大小?
【小题2】若导体棒中无电流,则每根弹簧的伸长量为多少?

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