粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的*簧下边，ab恰好处在水平位置（如图所示）．已知ab的质量为m=10...

问题详情：

粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的*簧下边，ab恰好处在水平位置（如图所示）．已知ab的质量为m=10g，长度L=60cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4T．

（1）要使两根*簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？

（2）当导线中有方向从a到b、大小为0.2A的电流通过时，两根*簧均被拉长了△x=1mm，求该*簧的劲度系数．

【回答】

安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．

【分析】（1）根据安培力等于重力，即可求解电流大小，由左手定则判断电流方向；

（2）由受力分析，借助于平衡条件，即可求解；

【解答】解：（1）只有当ab受到的磁场力方向竖直向上且大小等于ab的重力时，两根*簧才能处于自然状态，根据左手定则，ab中的电流应由a到b，电流的大小由mg=BIL

求得：I== A=0.4 A．

（2）当导线中通过由a到b的电流时，受到竖直向上的磁场力作用，被拉长的两根*簧对ab有竖直向上的拉力，同时ab受竖直向下的重力，平衡时平衡方程为：

BIL+2k△x=mg                                                  

可得*簧的劲度系数为：k== N/m=24 N/m               

答；（1）要使两根*簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，电流方向从a到b、通过0.4A的电流．

（2）当导线中有方向从a到b、大小为0.2A的电流通过时，两根*簧均被拉长了△x=1mm，求该*簧的劲度系数24N、m．

【点评】考查安培力、*力与重力间处于平衡状态的问题，体现了胡克定律，安培力公式，同时注意左手定则的应用．

知识点：专题八 电磁感应

题型：计算题