Question

如图所示，质量为m=0.4Kg，长为L=10cm的铜棒，用长度也为L的两根轻软导线竖直向上的磁场中，磁感应强度为B=4T，导体棒内通以恒定电流后，棒向外偏转最终稳定，稳定后与竖直方向成37°角，则
（1）棒中能以什么方向的电流？
（2）电流的大小是多少？
（3）每条绳子的拉力是多少？

Answer 1

分析：（1）由导体棒的偏转可判定安培力的方向，进而由左手定则可判定电流方向．
（2）由导体棒的受力平衡可表示安培力，进而可求电流大小．
（3）由受力平衡可得绳子的拉力大小．

解答：解：（1）导体棒内通以恒定电流后，棒向外偏转，可知棒受到的安培力向外，由左手定则可知，导体中应通以由左向右的电流．
（2）对导体棒受重力，绳的拉力，安培力，侧视图如图（从右向左看）：由图可得：
BIL=mgtan37°，
解得：I=

mgtan37°

BL

=

0.4×10×0.75

4×0.1

N=7.5A．    
（3）由导体棒受力平衡可得：Tcos37°=mg，
解得：T=

mg

cos37°

=

0.4×10

0.8

N=5N．      
由于是两根绳，故每根绳上的拉力为2.5N．
答：（1）导体中应通以由左向右的电流．
（2）电流的大小是7.5A．
（3）每条绳子的拉力是2.5N．

点评：本题重点是做好导体棒的受力图，用好平衡条件，求得拉力后，注意绳是两根．