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如图所示，质量为60g的金属棒长为L1=20cm，棒两端与长为L2=30cm的细软金属线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中．当金属棒中通过稳恒电流I后，铜棒向纸外摆动
网友投稿 2022-12-16 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，质量为60g的金属棒长为L
1
=20cm，棒两端与长为L
2
=30cm的细软金属线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中．当金属棒中通过稳恒电流I后，铜棒向纸外摆动，最大偏角θ=60°（取g=10m/s
2
），则下列说法中正确的是（ ）
①金属棒中电流方向水平向右，电流大小为6
3
A．
②金属棒中电流方向水平向右，电流大小为2
3
A．
③当偏角θ=60°时，金属棒受到的合力为零．
④金属棒在摆动过程中动能的最大值为2.78×10
-2
J．
A．只有①正确
B．①③正确
C．只有②正确
D．②④正确
◎ 答案
①、②铜棒向纸外摆动，所受的安培力向外，根据左手定则判断得知，金属棒中电流方向水平向右．
铜棒上摆的过程，根据动能定理得：
F
B
L
2
sin60°-mgL
2
（1-cos60°）=0，
又安培力F
B
=BIL
1
，
代入解得，I=2
3
A．故①错误，②正确．
③当偏角θ=60°时，金属棒沿金属线方向的合力为零，但重力有沿圆周切向分力，所以金属棒受到的合力不为零．故③错误．
④由题意，铜棒向上摆动的最大偏角θ=60°，根据对称性可知，偏角是30°时是其平衡位置，铜棒受力如图所示，则有
G=F
B
cot30°=
3
F
B
，
当铜棒偏角是30°时，速度最大，动能最大，
由动能定理可得：E
km
=F
B
L
2
sin30°-mgL
2
（1-cos30°）
代入解得，最大动能为E
km
=2.78×10
-2
J．故④正确．
故选D
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，质量为60g的金属棒长为L1=20cm，棒两端与长为L2=30cm的细软金属线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中．当金属棒中通过稳恒电流I后，铜棒向纸外摆动…”主要考查了你对 【闭合电路欧姆定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/430746.html
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