Question

如图所示，质量为60g的钢棒长为a=20cm，棒两端与长为L=30cm的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中．当棒中通过稳恒电流I后，钢棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g取l0m/s²．求：

（1）铜棒中电流I的大小及方向．

（2）铜棒在摆动过程中的最大速度．

Answer

（1）铜棒中电流I的大小2及方向从M到N．

（2）铜棒在摆动过程中的最大速度为0.96m/s．

【解析】试题分析：（1）铜棒上摆的过程，根据动能定理得： ，

又安培力为： ，代入解得： ，

根据左手定则可知，与安培力方向，可得，电流方向从M到N。

（2）由题意，铜棒向上摆动的最大偏角，根据对称性可知，偏角是时是其平衡位置，铜棒受力如图所示：

则有： ，当铜棒偏角是时，速度最大，动能最大，由动能定理可得： ，代入解得最大速度为： 。