①、②铜棒向纸外摆动,所受的安培力向外,根据左手定则判断得知,金属棒中电流方向水平向右. 铜棒上摆的过程,根据动能定理得: FBL2sin60°-mgL2(1-cos60°)=0,
又安培力FB=BIL1, 代入解得,I=2A.故①错误,②正确. ③当偏角θ=60°时,金属棒沿金属线方向的合力为零,但重力有沿圆周切向分力,所以金属棒受到的合力不为零.故③错误. ④由题意,铜棒向上摆动的最大偏角θ=60°,根据对称性可知,偏角是30°时是其平衡位置,铜棒受力如图所示,则有 G=FBcot30°=FB , 当铜棒偏角是30°时,速度最大,动能最大, 由动能定理可得:Ekm=FBL2sin30°-mgL2(1-cos30°) 代入解得,最大动能为Ekm=2.78×10-2J.故④正确. 故选D |