图为一电流表的原理示意图.质量为
m的均质细金属棒
MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为 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

.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 = 2.0N/m ,

= 0. 20m ,

= 0. 050m , B = 0. 20T,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?
(l)设弹簧的伸长为

,则有

①由①式得:

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间电流强度为I
m.则有

③联立①③并代入数据得

④(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B
/,则有

⑤由①⑤式得:

⑥代入数据得:

⑦