Question

如圖所示，CD和FE是兩個長度均為40 cm、質量分別為60 g和20 g的金屬棒，其兩端由兩根等長的細金屬桿相連(不計桿的重力)，形成閉合回路CDEF。將整個回路用兩根絕緣細線懸于天花板上，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=1 T。現在閉合回路CDEF中通以如圖所示的電流，電流I=0.5 A，待系統穩定后，求：(取g=10 m/s²)

(1)細金屬桿CF(或DE)與豎直方向的夾角。

（2)每根絕緣細線所受的拉力。

Answer 1

(1)45°  (2)0.4 N

解析：(1)以整體為研究對象，知系統穩定后細線位于豎直方向，從左向右看如圖所示。

磁場力F₀=BIL=0.2 N

EF棒所受重力m₂ g=0.02×10 N=0.2 N

以EF棒為研究對象有tanθ=

所以，θ=45°，即細桿與豎直方向的夾角為45°。

(2)設每根絕緣細線拉力為T，以整體為研究對象有：

2T=m₁g+m₂g

代入數據得T=0.4 N。