Question

如圖（甲）所示，質(zhì)量為=50g，長=10cm的銅棒，用長度也為的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度=1/3T。未通電時，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ＝37°，求此棒中恒定電流的大小。

某同學(xué)對棒中恒定電流的解法如下：對銅棒進(jìn)行受力分析，通電時導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示（側(cè)視圖）。 當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ＝37°時，棒受力平衡，有 ，得．

請判斷，（1）該同學(xué)的解法正確嗎？若不正確則請指出錯在哪里？（2）試寫出求解棒中電流的正確解答過程及結(jié)果.

Answer 1

（1）該同學(xué)的解法錯誤。(2)5A

【解析】

試題分析：（1）該同學(xué)的解法錯誤。錯誤原因：認(rèn)為棒到達(dá)最高點(diǎn)速度為零時，一定處于平衡狀態(tài)；或者認(rèn)為偏角最大的是平衡位置。

（2）正確的解法如下：金屬棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做功，如圖所示，

安培力F做功為WF=FS1=BIL2sin370

重力做功為WG=-mgs2=-mgl(1-cos370)

由動能定理得：Bil2sin370-mgl(1-cos370)=0

解得：.

考點(diǎn)：安培力；動能定理.