
(24-25高二上·福建南平·期末)空间中存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T。质量m=0.05kg的细金属棒MN用绝缘细线OM、ON悬挂,且始终保持水平。OMNO'是边长L=1m的正方形,在金属棒中通以I=0.25A的电流,金属棒最终静止的位置如图所示。取重力加速度,求:
(1)金属棒中的电流是M流向N还是N流向M;
(2)绝缘细线与竖直方向的夹角θ;
(3)通过正方形OMNO'的磁通量。
【答案】(1)M流向N
(2)
(3)
【知识点】计算磁通量的大小、安培力的计算式及简单应用、左手定则的内容及简单应用
【详解】(1)以金属棒为对象进行受力分析,可知金属棒受到的安培力水平向右,根据左手定则可知,金属棒中的电流由M流向N。
(2)金属棒的受力如图所示
根据受力平衡可得
又
联立可得
则绝缘细线与竖直方向的夹角为
(3)通过正方形OMNO'的磁通量为
解得
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