Question

如图，质量为60g的铜棒长为d=20cm，棒的两端用长为L=30cm的细软铜线水平悬挂在磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中，当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g取10m/s²，则铜棒中电流I和铜棒在摆动过程中的最大速率v分别为：（　　）

A．铜棒中电流I=2A	B．铜棒中电流I=2 3 A
C．最大速率v≈1m/s	D．最大速率v≈2m/s

Answer 1

铜棒上摆的过程，根据动能定理得：
   F_BLsin60°-mgL（1-cos60°）=0，


又安培力F_B=BId
代入解得，I=2

3

A
由题意，铜棒向上摆动的最大偏角θ=60°，根据对称性可知，偏角是30°时是其平衡位置，铜棒受力如图所示，则有
G=F_Bcot30°=

3

F_B ，
当铜棒偏角是30°时，速度最大，动能最大，
由动能定理可得：

1

2

m

v

2m

=F_BLsin30°-mgL（1-cos30°）
代入解得，最大速度v_m=≈1m/s．
故选BC