Question

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？

Answer 1

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F_A=BIL，根据左手定则，F_A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＞F_A时，弹簧处于伸长状态，伸长量为x;

(2)当mg=F_A时，弹簧恢复原长，x=0

(3)当mg＜F_A时，弹簧处于压缩状态，压缩量为|x|.