如图，一长为l质量为m的金属棒ab用两个完全相同的*簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为B，方向垂...

问题详情：

如图，一长为l质量为m的金属棒ab用两个完全相同的*簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里；*簧上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为E的电池相连，电路总电阻为R。已知开关断开时两*簧的伸长量均为x1；闭合开关，系统重新平衡后，两*簧的伸长量与开关断开时相比均改变了x2。重力加速度为g。

    (1) 判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向；

    (2) 导出用l、m、E、R、xxg计算B的表达式；

           (3) 当l=10cm，m=0.01kg，E=l2V，R=2Ω，x1=0.5cm，x2=0.3cm，g=10m/s2时，磁场的磁感应强度多大。

【回答】

解：（1）开关闭合后，根据左手定则

判断出金属棒所受安培力的方向竖直向下；(2分)

（2）设两*簧的劲度系数均为

对金属棒，开关断开和闭合时分别由力的平衡条件：

             ……①(2分)

   ……②(2分)

由安培力公式：      ……③ (1分)

且           ……④(1分)

联立①②③④B的表达式：    ……⑤（2分）

（3）当l=10cm，m=0.01kg，E=l2V，R=2Ω，x1=0.5cm，x2=0.3cm，g=10m/s2时，

带入数据计算出           ……⑥　（2分）

知识点：磁场对通电导线的作用力

题型：计算题