Question

如图所示，质量为m=10g，长L=10cm的铜棒，用两根长度都为d=10（2+

5

）cm的轻线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=

1

4

T．铜棒未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向纸面外偏转的最大角度θ=53°，取g=10m/s²．
（1）求此棒中恒定电流的大小和方向；
（2）棒在摆动过程中的最大动能为多少？

Answer 1

（1）由动能定理得：BIL?dsin53°-mgd（1-cos53°）=0
代入数据得：I=2A
棒受向外的安培力，则由左手定则判断电流的方向由a向b；
（2）设偏转角为β时，当速度方向上的合力为零时，棒的动能最大．
即tanβ=

BIL

mg

=

1

2

时，sinβ=

1

5

cosβ=

2

5

由动能定理得：BIL?dsinβ-mgd（1-cosβ）=E_k-0
解得：E_K=0.025J
答：（1）此棒中恒定电流的大小为2A和方向由a向b；
（2）棒在摆动过程中的最大动能为0.025J．