将长为50厘米,质量为100克的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通以0.4安培的电流时,弹簧恰好不伸长,求：(1)匀强磁场的磁感应

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将长为50厘米,质量为100克的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通以0.4安培的电流时,弹簧恰好不伸长,求：
(1)匀强磁场的磁感应强度是多大?
(2)当金属棒通过0.2安由a到b的电流时,弹簧伸长1厘米,如果电流方向由b到a而大小不变,弹簧伸长又是多少?

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答案和解析

(1)由于弹簧不伸长,故此时的重力与安培力大小相等,方向相反,则
mg=BIL
1N=B×0.4A×0.5m
B=5T
(2)由于磁场垂直纸面向里,则(1)中电流的方向为a到b,
当电流减小一半时,相应安培力减小一半,则可知弹簧受到0.5N的拉力时,伸长1cm,劲度系数为0.5N/cm.
当电流反向时,安培力与重力同向,合力大小为1.5N,则弹簧伸长3cm.

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