题目内容
如图所示,铜棒ab长0.1m,质量为0.06kg,两端与长为0.15m的轻铜线相连,静止于竖直平面上,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,现接通电源,使铜棒中保持有恒定电流通过,铜棒发生摆动.已知最大偏转角为37°,则铜棒中的恒定电流的大小为 A,在摆动的过程中铜棒速度最大时悬线与竖直方向的夹角为 度,(不计空气阻力).
【答案】分析:铜棒从最低点运动到最高点的过程中,安培力做正功,重力做负功为-mgl(1-cos37°),根据动能定理求解安培力做的功.安培力做功为BIl?lsin37°,求出电流大小.
解答:解:铜棒从最低点运动到最高点的过程中,根据动能定理得:
W-mgl(1-cos37°)=0
得到W=mgl(1-cos37°)=0.06×10×1×0.2J=0.12J
又W=BIl?lsin37°,代入解得I=4A.
而安培力F=BIL=0.5×4×0.2N=0.2N,而重力则为G=0.06×10N=0.6N
设θ,则有:tan
,
所以
故答案为:4;
点评:动能定理是求功常用的方法,特别是变力做功.本题中安培力是恒力,可以运用功的计算公式求电流.
解答:解:铜棒从最低点运动到最高点的过程中,根据动能定理得:
W-mgl(1-cos37°)=0
得到W=mgl(1-cos37°)=0.06×10×1×0.2J=0.12J
又W=BIl?lsin37°,代入解得I=4A.
而安培力F=BIL=0.5×4×0.2N=0.2N,而重力则为G=0.06×10N=0.6N
设θ,则有:tan
所以
故答案为:4;
点评:动能定理是求功常用的方法,特别是变力做功.本题中安培力是恒力,可以运用功的计算公式求电流.
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