Question

如圖所示，質量為m=10g，長L=10cm的銅棒，用兩根長度都為d=10（2+

5

）cm的輕線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=

1

4

T．銅棒未通電時，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向紙面外偏轉的最大角度θ=53°，取g=10m/s²．
（1）求此棒中恒定電流的大小和方向；
（2）棒在擺動過程中的最大動能為多少？

Answer 1

（1）由動能定理得：BIL?dsin53°-mgd（1-cos53°）=0
代入數據得：I=2A
棒受向外的安培力，則由左手定則判斷電流的方向由a向b；
（2）設偏轉角為β時，當速度方向上的合力為零時，棒的動能最大．
即tanβ=

BIL

mg

=

1

2

時，sinβ=

1

5

cosβ=

2

5

由動能定理得：BIL?dsinβ-mgd（1-cosβ）=E_k-0
解得：E_K=0.025J
答：（1）此棒中恒定電流的大小為2A和方向由a向b；
（2）棒在擺動過程中的最大動能為0.025J．