Question

【題目】如圖所示，銅棒ab長(zhǎng)0.1m，質(zhì)量為6×10 2kg，兩端與長(zhǎng)為1m的輕銅線相連靜止于豎直平面內(nèi)．整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，現(xiàn)接通電源，使銅棒中保持有恒定電流通過，銅棒發(fā)生擺動(dòng)，已知最大偏轉(zhuǎn)角為37°，

（1）在此過程中銅棒的重力勢(shì)能增加了多少；

（2）通電電流的大小為多大．（不計(jì)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(shì)能增加了0.012J；（2）通電電流的大小為4A

【解析】

試題分析：根據(jù)重力做功求出重力勢(shì)能的增加量，根據(jù)動(dòng)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(shì)能的增加量為：

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

（2）對(duì)銅棒運(yùn)用動(dòng)能定理得：

FAL1sin37° mgL1（1 cos37°）=0

代入數(shù)據(jù)解得：FA=0.2N

根據(jù)FA=BIL得：

I===4A

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