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如图所示,CD、FE是两个长度均为40cm、质量分别为60g、20g的两个金属棒,两端由两根等长的细金属杆相连(不计杆重力),形成闭合回路CDEF,将整个回路用两根绝缘细线悬于天花板上,使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1T.在闭合回路CDEF中通以如图所示的电流,电流I=0.5A,待系统稳定后,取g=10m/s2,求:
(1)细金属杆与竖直方向的夹角;
(2)每根绝缘细绳所受的拉力.
(1)EF棒受到重力、水平方向的安培力和两个金属杆的拉力,其中安培力:F2=BIL=1×0.5×0.4N=0.2N
设金属杆与竖直方向的夹角为θ,则:tanθ=
F2
m2g
=
0.2
20×103×10
=1

所以金属杆与竖直方向的夹角:θ=45°
(2)如图对CD棒和EF棒组成的系统进行受力分析(从左向右看),整体受到两个重力,两个安培力和两个绝缘绳子的拉力,

竖直方向受力平衡,得:2T=m1g+m2g
代入数据解得:T=0.4N
答:(1)细金属杆与竖直方向的夹角45°;
(2)每根绝缘细绳所受的拉力是0.4N.
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