问题 问答题

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.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

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|.

单项选择题
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