题目内容
如图甲所示,质量为
,长
的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度
.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度
,求此棒中恒定电流的大小.
某同学对棒中恒定电流的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角
时,棒受力平衡.有
,得
.
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152294173017.png)
(1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确则请指出错在哪里?
(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824215222662510.png)
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![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824215224113501.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824215225376478.png)
某同学对棒中恒定电流的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824215225376478.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152271701047.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152282001173.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152294173017.png)
(1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确则请指出错在哪里?
(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.
(1)该同学的解法错误 (2)5 A
试题分析:(1)该同学的解法错误.
错误原因:认为棒到达最高点速度为零时,一定处于平衡状态;或者认为偏角最大的是平衡位置.
(2)正确的解法如下:金属棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如右图所示,
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152302901479.png)
安培力F做功为
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152312421090.png)
重力做功为
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152319131209.png)
由动能定理得
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152330201266.png)
解得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408242152346431381.png)
点评:考查学生观察是否细仔,最大偏角与平衡状态的关系,同时还体现如何正确求功.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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