Question

【题目】如图所示为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的刻度,MN的长度大于ab。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合,当MN中有电流通过时,指针所指刻度可表示电流大小。

(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)

(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?若k=2.0N/m,ab=0.20m,cb=0.050m,B=0.20T,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)

(3)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?

Answer 1

【答案】(1)(2)M端 (3)2.5 A (4)0.10

【解析】

试题(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为，则有①

由①式得：.②

(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极．

(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im.则有

③

联立②③并代入数据得．④

(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有

⑤

由①⑤式得：⑥

代入数据得：