Question

3．如图所示，质量为m、长为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．当棒中通以恒定电流后，金属棒摆起后两悬线与竖直方向夹角的最大值为θ=60°，下列说法正确的是（　　）

• A． 电流方向由N指向M
• B． 悬线与竖直方向夹角的最大值为θ=60°时，金属棒处于平衡状态
• C． 悬线与竖直方向夹角的最大值为θ=30°时，金属棒速率最大
• D． 恒定电流大小为$\frac{\sqrt{3}mg}{3BL}$

Answer 1

分析 根据受力分析，利用左手定则判断出电流的方向，根据运动的对称性判断出速度最大时的位置；

解答 解：A、根据左手定则可知电流的方向由M流向N，故A错误；
B、悬线与竖直方向夹角为θ=60°时，金属棒速率为零，并非处于平衡状态，故B错误
C、由运动的对称性可知悬线与竖直方向的夹角为θ=30°时金属棒的速率最大，故C正确；
D、在θ=30°时，对金属棒进行受力分析可知，$tan30°=\frac{BIL}{mg}$，解得I=$\frac{\sqrt{3}mg}{3BL}$，故D正确
故选：CD

点评 对金属棒进行受力分析、利用对称性原则判断出速度最大的位置，根据安培力公式分析即可正确解题．