Question

【题目】如图所示，质量为60g的导体棒长度S＝20cm，棒两端分别与长度L＝30cm的细导线相连，悬挂在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当导体棒中通以电流后，棒向上摆动

（1）若电流由0缓慢增加至I，棒最终能静止于偏角θ＝45°处，则此时导体棒中电流I的大小为多少；

（2）若电流始终为I(在摆动中不变)，棒始终在竖直位置和某个最大偏角之间摆动，且最大偏角θ＝45°，则此时导体棒中电流I的大小为多少。

Answer 1

【答案】（1）6A（2）2.49A

【解析】（1）当导体棒摆到最高位置时，导体棒受力平衡。此时有：Gtanθ＝F安＝BIS

（2）钢棒在向上摆动过程中，仅有重力和安培力两个恒力做功。由动能定理：

BISLsinθ－mgL(1－cosθ)＝0

解得：I＝mg(1－cosθ)/BSsinθ＝2.49A