Question

15．如圖所示，一長為L、電阻為r的金屬棒ab被兩個完全相同的彈簧測力計(jì)水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，彈簧測力計(jì)上端固定，下端與金屬棒絕緣．金屬棒與開關(guān)S，電流表?．電阻箱R及一電動勢E、內(nèi)阻不計(jì)的直流電源相連形成回路．已知開關(guān)斷開時彈簧測力計(jì)的示數(shù)均為F₁；閉合開關(guān)，調(diào)整電陽箱的阻值，使電流表示數(shù)為L，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧測力計(jì)的示數(shù)均增大為F₂．判斷電源c端的極性，計(jì)算出電阻箱的阻值（不計(jì)導(dǎo)線對ab棒的作用力）．

Answer 1

分析 根據(jù)彈簧彈力的變化，判斷出安培力的方向，根據(jù)左手定則判斷出電流即可判斷出C端的極性；根據(jù)共點(diǎn)力平衡和歐姆定律即可求得電阻箱的阻值

解答 解：通電后，彈簧的彈力增大，故金屬棒受到的安培力向下，根據(jù)左手定則可知電流從b到a，故C端為電源的正極；
根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知產(chǎn)生的安培力大小為F=2F₂-2F₁
F=BIL
I=$\frac{2{F}_{2}-2{F}_{1}}{BL}$
有閉合電路的歐姆定律可得I=$\frac{E}{R}$
聯(lián)立解得R=$\frac{BLE}{2{F}_{2}-2{F}_{1}}$
答：電源c端為正極，電阻箱的阻值$\frac{BLE}{2{F}_{2}-2{F}_{1}}$

點(diǎn)評 本題主要考查了在安培力作用下的共點(diǎn)力平衡，關(guān)鍵是抓住彈簧的彈力是兩個彈簧的彈力即可