如图15-25所示，质量为60g的铜棒长为a=20cm，棒两端与长为L=30cm的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上摆动，最大偏

Question

如图15-25所示，质量为 60 g 的铜棒长为a= 20 cm ，棒两端与长为L= 30 cm 的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5 T、竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g取 10 m /s ² ，求：

图15-25

(1)铜棒中电流I的大小;

(2)铜棒在摆动过程中的最大速度(结果保留一位有效数字).

Answer 1

解析：(1)棒由最低位置摆至最大偏角的过程，安培力对棒做的功等于棒的重力势能的增加，即有

    IaBLsin60°=mgL(1-cos60°)

    由此解得I= 3.46 A .

(2)棒摆至平衡位置时有最大速度.设平衡位置时摆线的偏角为α，由动能定理有

    IaBLsinα-mgL(1-cosα)= mv ²

    式中sinα=

    cosα=

    可解得v= 0.98 m /s.

答案：(1) 3.46 A   (2) 0.98 m /s