◎ 题目

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，最大偏角θ=60°（取g=10m/s2），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2.78×10-2J． 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：    FBL2sin60°-mgL2（1-cos60°）=0， 又安培力FB=BIL1， 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=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：Ekm=FBL2sin30°-mgL2（1-cos30°） 代入解得，最大动能为Ekm=2.78×10-2J．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。