题目

图为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，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读数，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，指针示数可表示电流强度。 （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？ （3）若k = 2.0 N/m， = 0.20 m， = 0.050 m，B = 0.20 T，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） （4）若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？ 答案： （1）设弹簧的伸长为x ，则有   mg=kx                                 ① 由①式得   x=                                                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）设满量程时通过MN的电流强度为Im，则有                                               ③ 联立①③并代入数据得 Im=2.5 A                                                 ④ （4）设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有                             ⑤ 由①⑤得                                                   ⑥ 代入数据得  = 0.10 T

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