Question

【題目】如圖所示，銅棒ab長0.1m，質量為6×10 2kg，兩端與長為1m的輕銅線相連靜止于豎直平面內．整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度B=0.5T，現接通電源，使銅棒中保持有恒定電流通過，銅棒發生擺動，已知最大偏轉角為37°，

（1）在此過程中銅棒的重力勢能增加了多少；

（2）通電電流的大小為多大．（不計空氣阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）在此過程中銅棒的重力勢能增加了0.012J；（2）通電電流的大小為4A

【解析】

試題分析：根據重力做功求出重力勢能的增加量，根據動能定理求出安培力的大小．從而通過安培力的大小公式求出恒定電流的大小．

解：（1）銅棒上升的高度h=L1（1 cos37°），則重力勢能的增加量為：

△Ep=mgL1（1 cos37°）=0.06×10×0.1×0.2J=0.012J

（2）對銅棒運用動能定理得：

FAL1sin37° mgL1（1 cos37°）=0

代入數據解得：FA=0.2N

根據FA=BIL得：

I===4A

答：（1）在此過程中銅棒的重力勢能增加了0.012J；（2）通電電流的大小為4A．