Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為60g的導(dǎo)體棒長(zhǎng)度S＝20cm，棒兩端分別與長(zhǎng)度L＝30cm的細(xì)導(dǎo)線相連，懸掛在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T。當(dāng)導(dǎo)體棒中通以電流后，棒向上擺動(dòng)

（1）若電流由0緩慢增加至I，棒最終能靜止于偏角θ＝45°處，則此時(shí)導(dǎo)體棒中電流I的大小為多少；

（2）若電流始終為I(在擺動(dòng)中不變)，棒始終在豎直位置和某個(gè)最大偏角之間擺動(dòng)，且最大偏角θ＝45°，則此時(shí)導(dǎo)體棒中電流I的大小為多少。

Answer 1

【答案】（1）6A（2）2.49A

【解析】（1）當(dāng)導(dǎo)體棒擺到最高位置時(shí)，導(dǎo)體棒受力平衡。此時(shí)有：Gtanθ＝F安＝BIS

（2）鋼棒在向上擺動(dòng)過(guò)程中，僅有重力和安培力兩個(gè)恒力做功。由動(dòng)能定理：

BISLsinθ－mgL(1－cosθ)＝0

解得：I＝mg(1－cosθ)/BSsinθ＝2.49A