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精英家教网如图所示,CD和FE是两根长为40cm、质量分别为60g和20g的金属棒,用两根等长的细金属杆(重力不计)连接CD和FE,形成闭合回路CDFE.用两根绝缘细线将整个回路悬于天花板上,使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T.在回路中通以如图所示方向的电流,电流I=0.5A,待稳定后,金属杆CE与竖直方向的夹角为
 
°,每根绝缘细线上的张力为
 
N.(重力加速度g取10m/s2)
分析:对CD棒和EF棒组成的系统进行受力分析,画出力的图示,然后根据物体平衡的条件,先整体,后EF对它们分析,列出相应的方程即可求得结果.
解答:解:EF棒受到重力、水平方向的安培力和两个金属杆的拉力,其中安培力:F2=BIL=1×0.5×0.4N=0.2N
设金属杆与竖直方向的夹角为θ,则:tanθ=
F2
m2g
=1,所以金属杆与竖直方向的夹角:θ=45°;
如图对CD棒和EF棒组成的系统进行受力分析(从左向右看),整体受到两个重力,两个安培力和两个绝缘绳子的拉力,
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竖直方向受力平衡,得:2T=m1g+m2g
代入数据解得:T=0.4N;
故答案为:45,0.4.
点评:该题中如何将金属杆受力的图示从正面转化为侧面图是解题的关键.然后使用共点力的平衡即可解题.属于中档题目.
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