如下左图所示,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

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  • 通入稳恒电流后,棒将做类似于单摆的运动,来回摆动.由于最大摆角是60°所以平衡位置与竖直方向成30°角.也就是说,当偏角为30°时棒受力平衡.

    在偏角为30°时,对半受力分析后可列出:

    BIa=Tsin30°

    mg=Tcos30°

    解得:I=2*根号3

    由单摆运动可知,最大速度一定出现在平衡位置,也就是偏角为30°时.

    由几何关系不难得出棒从最低点(开始运动时)到偏角为30°(平衡位置)时的水平位移x=0.5L,竖直位移为y=(1-cos30°)L

    从最低点(开始运动时)到偏角为30°(平衡位置)时,由动能定理得:

    0.5LBIa-mg(1-cos30°)L=0.5mv^2

    => v=0.96m/s