Question

如圖15-25所示，質量為60 g的銅棒長為a=20 cm，棒兩端與長為L=30 cm的細軟銅線相連，吊在磁感應強度B=0.5 T、豎直向上的勻強磁場中.當棒中通過恒定電流I后，銅棒向上擺動，最大偏角θ=60°，g取10 m/s²，求：

圖15-25

(1)銅棒中電流I的大小;

(2)銅棒在擺動過程中的最大速度(結果保留一位有效數字).

Answer 1

解析：(1)棒由最低位置擺至最大偏角的過程，安培力對棒做的功等于棒的重力勢能的增加，即有

    IaBLsin60°=mgL(1-cos60°)

    由此解得I=3.46 A.

(2)棒擺至平衡位置時有最大速度.設平衡位置時擺線的偏角為α，由動能定理有

    IaBLsinα-mgL(1-cosα)=mv²

    式中sinα=

    cosα=

    可解得v=0.98 m/s.

答案：(1)3.46 A  (2)0.98 m/s