Question

如图所示，CD和FE是两个长度均为40 cm、质量分别为60 g和20 g的金属棒，其两端由两根等长的细金属杆相连(不计杆的重力)，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B=1 T。现在闭合回路CDEF中通以如图所示的电流，电流I=0.5 A，待系统稳定后，求：(取g=10 m/s²)

(1)细金属杆CF(或DE)与竖直方向的夹角。

（2)每根绝缘细线所受的拉力。

Answer 1

(1)45°  (2)0.4 N

解析：(1)以整体为研究对象，知系统稳定后细线位于竖直方向，从左向右看如图所示。

磁场力F₀=BIL=0.2 N

EF棒所受重力m₂ g=0.02×10 N=0.2 N

以EF棒为研究对象有tanθ=

所以，θ=45°，即细杆与竖直方向的夹角为45°。

(2)设每根绝缘细线拉力为T，以整体为研究对象有：

2T=m₁g+m₂g

代入数据得T=0.4 N。