Question

如圖所示，CD和FE是兩根長為40cm、質(zhì)量分別為60g和20g的金屬棒，用兩根等長的細金屬桿（重力不計）連接CD和FE，形成閉合回路CDFE．用兩根絕緣細線將整個回路懸于天花板上，使兩棒保持水平并處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度B=1T．在回路中通以如圖所示方向的電流，電流I=0.5A，待穩(wěn)定后，金屬桿CE與豎直方向的夾角為

 

°，每根絕緣細線上的張力為

 

N．（重力加速度g取10m/s²）

Answer 1

分析：對CD棒和EF棒組成的系統(tǒng)進行受力分析，畫出力的圖示，然后根據(jù)物體平衡的條件，先整體，后EF對它們分析，列出相應的方程即可求得結果．

解答：解：EF棒受到重力、水平方向的安培力和兩個金屬桿的拉力，其中安培力：F₂=BIL=1×0.5×0.4N=0.2N
設金屬桿與豎直方向的夾角為θ，則：tanθ=

F2

m2g

=1，所以金屬桿與豎直方向的夾角：θ=45°；
如圖對CD棒和EF棒組成的系統(tǒng)進行受力分析（從左向右看），整體受到兩個重力，兩個安培力和兩個絕緣繩子的拉力，

豎直方向受力平衡，得：2T=m₁g+m₂g
代入數(shù)據(jù)解得：T=0.4N；
故答案為：45，0.4．

點評：該題中如何將金屬桿受力的圖示從正面轉化為側面圖是解題的關鍵．然后使用共點力的平衡即可解題．屬于中檔題目．