Question

14．如圖所示，銅棒ab長L=0.3m，質(zhì)量為m=9×10^-2kg，兩端與長為s=1m的輕銅線相連，整個裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感強(qiáng)度B=1T．銅棒中保持有恒定電流通過時，銅棒穩(wěn)定后的偏轉(zhuǎn)角為30°．求：
（1）通過銅棒的電流I的大�。�
（2）此過程中銅棒的重力勢能的增加量．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 對銅棒靜止時受力分析，根據(jù)平衡條件求安培力大小，根據(jù)左手定則判斷安培力方向；重力勢能的變化和銅棒變化的高度有關(guān)，只要找出它變化的高度即可．

解答 解：（1）對銅棒受力分析，根據(jù)平衡條件：

F_安=BIL=mgtan30°      
得：I=$\sqrt{3}$A，方向是b→a    
（2）△E_p=mg△h=mg（s-$\frac{\sqrt{3}}{2}$s）≈0.12J   
答：（1）銅棒中通過的電流大小為$\sqrt{3}$A，方向為b到a．
（2）此過程中銅棒的重力勢能的增加量為0.12J．

點評 本題借助安培力考查了受力分析與平衡條件的應(yīng)用，基礎(chǔ)題．重力勢能的變化和銅棒的高度有關(guān)，△E_p=mg△h．距地面的高度增加，重力勢能增加，反之，減小．