Question

【題目】如圖所示為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為m的均質(zhì)細金屬棒MN的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連,絕緣彈簧勁度系數(shù)為k,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向外,與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標尺上的刻度,MN的長度大于ab。當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時,MN與矩形區(qū)域的cd邊重合,當(dāng)MN中有電流通過時,指針所指刻度可表示電流大小。

(1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時,彈簧伸長多少?(重力加速度為g)

(2)若要電流表正常工作,MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接?若k=2.0N/m,ab=0.20m,cb=0.050m,B=0.20T,此電流表的量程是多少?(不計通電時電流產(chǎn)生的磁場的作用)

(3)若將量程擴大2倍,磁感應(yīng)強度應(yīng)變?yōu)槎啻?/span>?

Answer 1

【答案】(1)(2)M端 (3)2.5 A (4)0.10

【解析】

試題(1)設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為，則有①

由①式得：.②

(2)為使電流表正常工作，作用于通有電流的金屬棒MN的安培力必須向下，因此M端應(yīng)接正極．

(3)設(shè)電流表滿偏時通過MN間電流強度為Im.則有

③

聯(lián)立②③并代入數(shù)據(jù)得．④

(4)設(shè)量程擴大后，磁感應(yīng)強度變?yōu)?/span>B′，則有

⑤

由①⑤式得：⑥

代入數(shù)據(jù)得：