(2015·全國卷Ⅰ，24)如圖4所示，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的*簧水平地懸掛在勻強磁場中，...

問題詳情：

(2015·全國卷Ⅰ，24)如圖4所示，一長為10 cm的金屬棒ab用兩個完全相同的*簧水平地懸掛在勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為0.1 T，方向垂直於紙面向裏；*簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關與一電動勢為12 V的電池相連，電路總電阻為2 Ω。已知開關斷開時兩*簧的伸長量均為0.5 cm；閉合開關，系統重新平衡後，兩*簧的伸長量與開關斷開時相比均改變了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2。判斷開關閉合後金屬棒所受安培力的方向，並求出金屬棒的質量。

圖4

【回答】

方向豎直向下　0.01 kg

解析　金屬棒通電後，閉合迴路電流

I＝＝ A＝6 A

導體棒受到的安培力大小為F＝BIL＝0.06 N。

開關閉合後，電流方向為從b到a，由左手定則可判斷知金屬棒受到的安培力方向豎直向下

由平衡條件知：開關閉合前：2kx＝mg

開關閉合後：2k(x＋Δx)＝mg＋F

代入數值解得m＝0.01 kg

知識點：專題一 力與物體的平衡

題型：計算題