Question

如图所示，质量为m、长为L的导体棒，用两根绝缘轻绳竖直悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，导体棒中通有水平向右的恒定电流，当磁场方向垂直纸面向里时，轻绳张力恰好为零。保持电流大小和方向不变，若磁场方向变为竖直向上，则下列说法正确的是(　　)

A. 导体棒偏离竖直方向的最大角度为45°

B. 导体棒偏离竖直方向的最大角度为90°

C. 当导体棒运动速度最大时偏离竖直方向的角度为45°

D. 当导体棒运动速度最大时偏离竖直方向的角度为90°

Answer

BC

【解析】当磁场方向垂直纸面向里时，由左手定则可知导体棒所受安培力方向竖直向上，根据平衡条件有BIL＝mg；磁场方向变为竖直向上，导体棒所受安培力方向垂直纸面向外，设当轻绳偏离竖直方向θ角时，速度减为零，对此过程根据动能定理得BILlsin θ－mgl(1－cos θ)＝0，联立解得sin θ＝1－cos θ，由sin2θ＋cos2θ＝1，且θ>0，解得cos θ＝1，θ＝90°，A错误，B正确；当导体棒在垂直偏转半径方向的合力为零时，运动速度最大，由受力分析图可知mgsin α＝BILcos α，解得sin α＝，α＝45°，C正确，D错误；故选BC.

点睛：本题借助于物体平衡，考查了有关安培力的大小和方向问题，要熟练应用左手定则判断安培力的方向，同时熟练应用公式F=BIL结合动能定理等进行有关计算．