4.(2019·湖北宜昌联考)如图(a)所示为某电流天平的示意图,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绝缘轻弹簧相连

4.(2019·湖北宜昌联考)如图(a)所示为某电流天平的示意图,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绝缘轻弹簧相连,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。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,且指针指在0刻线的位置,此时标尺读数为0。当MN中有电流通过且平衡时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示。此时标尺读数为________cm。
利用上述装置可以测量悬挂的轻弹簧的劲度系数,已知B=0.547 T,MN中通有电流I=1.00 A,MN的长度l=0.250 m,ab边的长度d=0.200 m,则轻弹簧的劲度系数k=________N/m。
解析:由题图(b)所示游标卡尺可知,此时游标卡尺读数为:10 mm+47×0.02 mm=10.94 mm=1.094 cm;
金属棒受安培力:FBId,金属棒静止,处于平衡状态,由平衡条件得:kxBId,其中:x=1.094 cm,代入数据解得:k=10 N/m。

答案:1.094 10
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