[题目]演示安培力的实验装置可以简化如图所示的示意图.如图所示.一长为10cm.质量为80g的金属棒ab用两条完全相同的不可伸长的细绳水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为1T.方向竖直向上,细绳上端固定.下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连.电路总电阻为2Ω.已知开关断开时两细绳呈竖直方向,闭合开关.金属棒将受到安培力的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】演示安培力的实验装置可以简化如图所示的示意图。如图所示，一长为10cm、质量为80g的金属棒ab用两条完全相同的不可伸长的细绳水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为1T，方向竖直向上；细绳上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两细绳呈竖直方向；闭合开关，金属棒将受到安培力的作用发生摆动。重力加速度大小取。

(1)判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向；

(2)若把细绳偏离竖直方向某一初始夹角θ，金属棒恰能保持静止状态，则θ为多少？

【答案】(1)垂直纸面向里；(2)

【解析】

(1)开关闭合后，电流由b流向a，根据左手定则可知，受到的安培力方向垂直于纸面向里。

(2)开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为

①

由欧姆定律有

②

对金属棒进行受力分析，根据平衡条件有

③

联立①②③式，并代入题给数据得

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