[题目]如图所示.铜棒ab长0.1m.质量为6×10 2kg.两端与长为1m的轻铜线相连静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中.磁感应强度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°.(1)在此过程中铜棒的重力势能增加了多少,(2)通电电流的大小为多大．(不计空气阻力.sin37°=0.6.cos37� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为6×10 2kg，两端与长为1m的轻铜线相连静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度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°，

（1）在此过程中铜棒的重力势能增加了多少；

（2）通电电流的大小为多大．（不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）

【答案】（1）在此过程中铜棒的重力势能增加了0.012J；（2）通电电流的大小为4A

【解析】

试题分析：根据重力做功求出重力势能的增加量，根据动能定理求出安培力的大小．从而通过安培力的大小公式求出恒定电流的大小．

解：（1）铜棒上升的高度h=L1（1 cos37°），则重力势能的增加量为：

△Ep=mgL1（1 cos37°）=0.06×10×0.1×0.2J=0.012J

（2）对铜棒运用动能定理得：

FAL1sin37° mgL1（1 cos37°）=0

代入数据解得：FA=0.2N

根据FA=BIL得：

I===4A

答：（1）在此过程中铜棒的重力势能增加了0.012J；（2）通电电流的大小为4A．

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