Question

19．如圖所示，質量為m、長為L的金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B．當棒中通以恒定電流后，金屬棒擺起后兩懸線與豎直方向夾角的最大值為θ=60°，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電流由N流向M
• B． 懸線與豎直方向夾角為θ=60°時，金屬棒處于平衡狀態(tài)
• C． 懸線與豎直方向夾角為θ=30°時，金屬棒速率最大
• D． 恒定電流大小為$\frac{\sqrt{3}mg}{BL}$

Answer 1

分析 根據受力分析，利用左手定則判斷出電流的方向，根據運動的對稱性判斷出速度最大時的位置；

解答 解：A、根據左手定則可知電流的方向由M流向N，故A錯誤；
B、懸線與豎直方向夾角為θ=60°時，金屬棒速率為零，并非處于平衡狀態(tài)，故B錯誤
C、由運動的對稱性可知懸線與豎直方向的夾角為θ=30°時金屬棒的速率最大，故C正確；
D、在θ=30°時，對金屬棒進行受力分析可知，$tan30°=\frac{BIL}{mg}$，解得I=$\frac{\sqrt{3}mg}{3BL}$，故D錯誤
故選：C

點評 對金屬棒進行受力分析、利用對稱性原則判斷出速度最大的位置，根據安培力公式分析即可正確解題．