如图所示.质量为m=10g.长L=10cm的铜棒.用两根长度都为d=10(2+5)cm的轻线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度B=14T．铜棒未通电时.轻线在竖直方向.通入恒定电流后.棒向纸面外偏转的最大角度θ=53°.取g=10m/s2．(1)求此棒中恒定电流的大小和方向,(2)棒在摆动过程中的最大动能为多少? 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示，质量为m=10g，长L=10cm的铜棒，用两根长度都为d=10（2+

）cm的轻线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=

T．铜棒未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向纸面外偏转的最大角度θ=53°，取g=10m/s²．
（1）求此棒中恒定电流的大小和方向；
（2）棒在摆动过程中的最大动能为多少？

（1）由动能定理得：BIL?dsin53°-mgd（1-cos53°）=0
代入数据得：I=2A

棒受向外的安培力，则由左手定则判断电流的方向由a向b；
（2）设偏转角为β时，当速度方向上的合力为零时，棒的动能最大．
即tanβ=

BIL

时，sinβ=

cosβ=

由动能定理得：BIL?dsinβ-mgd（1-cosβ）=E_k-0
解得：E_K=0.025J
答：（1）此棒中恒定电流的大小为2A和方向由a向b；
（2）棒在摆动过程中的最大动能为0.025J．

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