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    5．长L=60cm质量为m=6.0×10-2kg，粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感强度为B=0.4T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力，问：
    （1）要使弹簧不伸长，金属棒中电流的大小和方向如何？
    （2）如在金属中通入自左向右、大小为I=0.2A的电流，弹簧伸长x1=1cm，若通入金属棒中的电流仍为0.2A，但方向相反，这时弹簧伸长了多少？（g=10m/s2）

    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）对两种情况，分别根据平衡条件、胡克定律和安培力公式列式，联立即可求解．

    解答 解：（1）要使弹簧不伸长，则重力应与安培力平衡，所以安培力应向上，据左手定则可知电流方向应向右

       因mg=BIL
    所以$I=\frac{mg}{BL}=2.5A$
    （2）因在金属中通入自左向右、大小为I1=0.2A的电流，弹簧伸长，即金属棒下降x1=1cm，
    由平衡条件得：mg=BIL+2kx1
    当电流反向时，由平衡条件得：mg=-BIL+2kx2
    解得：${x}_{2}=\frac{mg+BIL}{mg-BIL}{x}_{1}=1.16cm$   
    答：（1）要使弹簧不伸长，金属棒中电流的大小为2.5A方向向右
    （2）弹簧伸长了1.16cm．

    点评 本题考查安培力、弹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．

    练习册系列答案
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