Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為60g的鋼棒長為a=20cm，棒兩端與長為L=30cm的細(xì)軟銅線相連，吊在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)棒中通過穩(wěn)恒電流I后，鋼棒向上擺動(dòng)，最大偏角θ=60°，g取l0m/s2．求：

（1）銅棒中電流I的大小及方向．

（2）銅棒在擺動(dòng)過程中的最大速度．

Answer 1

【答案】（1）銅棒中電流I的大小2及方向從M到N．

（2）銅棒在擺動(dòng)過程中的最大速度為0.96m/s．

【解析】試題分析：（1）銅棒上擺的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得： ，

又安培力為： ，代入解得： ，

根據(jù)左手定則可知，與安培力方向，可得，電流方向從M到N。

（2）由題意，銅棒向上擺動(dòng)的最大偏角，根據(jù)對(duì)稱性可知，偏角是時(shí)是其平衡位置，銅棒受力如圖所示：

則有： ，當(dāng)銅棒偏角是時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大，由動(dòng)能定理可得： ，代入解得最大速度為： 。