Question

一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd．bc边长为l．线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直．在图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示．开始时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框达到新的平衡．在此过程中线框位移的大小为多少？方向如何？

Answer

答案：；位移的方向向下

【解析】

试题分析：

设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1＝mg－nBIl．当电流反向时，线框达到新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知  kx2＝mg＋nBIl．

所以k（x2－x1）＝kΔx＝2nBIl所以Δx＝

电流反向后，弹簧的伸长是x2＞x1，位移的方向应向下．

考点：安培力；物体的平衡条件；左手定则．