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°.则在摆到最大偏角的过程中铜棒的重力势能增加了 J.恒定电流的大小为 A．题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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°，则在摆到最大偏角的过程中铜棒的重力势能增加了______J，恒定电流的大小为______A（不计空气阻力）．

铜棒上升的高度h=l（1-cos37°），则重力势能的增加量为△E_p=mgl（1-cos37°）=0.6×0.15×0.2J=0.018J
对铜棒运用动能定理得，F_Alsin37°-mgl（1-cos37°）=0，
解得F_A=0.2N．
根据F_A=BIL得，I=

0.2

0.5×0.1

A=4A．
故答案为：0.018，4．

练习册系列答案

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（2009?上海模拟）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°，则在摆到最大偏角的过程中铜棒的重力势能增加了

0.018

J，恒定电流的大小为

A（不计空气阻力）．

（2011?静安区一模）如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为0.06kg，两端由两根长都是1m的轻铜线悬挂起来，铜棒ab保持水平，整个装置静止于竖直平面内，装置所在处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，现给铜棒ab中通入恒定电流，铜棒发生摆动．已知最大偏转角为37°，则铜棒从最低点运动到最高点的过程中，安培力做的功是

0.12

J，恒定电流的大小为

A（不计感应电流影响）．

如图所示，铜棒ab长为0.5m，质量0.6Kg，两端用轻铜线相连．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，接通电源，使铜棒中有恒定电流通过，若铜棒静止在与竖直方向成37°且偏向纸内的位置．求：铜棒中通过的电流大小和方向？
（g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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）．

（7分）风力发电是目前可再生能源中技术比较成熟，具有规模化开发条件和商业发展前景的发电技术。小型独立风力发电系统一般不并网发电，只能独立使用，单台装机容量通常不超过10KW。它的构成为：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子是绕组切割磁感线产生电能。因风量不稳定，故小型风力发电机输出的是13－25V变化的交流电，须经充电器整流再对蓄电池充电，使风力发电机的产生的电能变能化学能。最后经逆变处理后供给用户使用。某学习小组对一小型风力发电机进行测定风速实验：将一铜棒与风力发电系统的输出端构成回路（注：风力发电机与铜棒直接相连，连接导线末画出）如图所示。铜棒ab长为0.5m，质量0.2Kg，两端用轻铜线相连。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2T. 当有风速4m/s吹向风叶，铜棒与竖直方向成37°角且偏向纸内的位置时，铜棒处于受力平衡状态。

（1）此时铜棒中通过的电流大小与方向。

（2）如风力发电机能把风能的30%转化为发电机的机械能，发电系统的效率为50%（其他能量损失一概不计），已知此小型风力发电系统输出电压恒定为24V，问当铜棒与竖直方向成53°角平衡时风速为多少m/s?（g取10m/s²，ρ_空气=1.29Kg/m³,sin37⁰=0.6,cos37⁰=0.8 ）

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