如图所示,质量为60g的钢棒长为a=20cm,棒两端与长为L=30cm的细软铜线相连,吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过稳恒电流I后,钢棒向上摆动,最大偏角θ

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,质量为60g的钢棒长为a=20cm,棒两端与长为L=30cm的细软铜线相连,吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过稳恒电流I后,钢棒向上摆动,最大偏角θ=60°,g取l0m/s2.求:
(1)铜棒中电流I的大小及方向.
(2)铜棒在摆动过程中的最大速度.
魔方格

◎ 答案

(1)铜棒上摆的过程,根据动能定理得:
   FBLsin60°-mgL(1-cos60°)=0,
魔方格

又安培力FB=BId
代入解得,I=2

3
A
根据左手定则可知,与安培力方向,可得,电流方向从M到N.
(2)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=FBcot30°=

3
FB
当铜棒偏角是30°时,速度最大,动能最大,
由动能定理可得:
1
2
m
v2m
=FBLsin30°-mgL(1-cos30°)
代入解得,最大速度vm=0.96m/s.
答:(1)铜棒中电流I的大小2

3
A
及方向从M到N.
(2)铜棒在摆动过程中的最大速度为0.96m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为60g的钢棒长为a=20cm,棒两端与长为L=30cm的细软铜线相连,吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过稳恒电流I后,钢棒向上摆动,最大偏角θ…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】  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。

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