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.

(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

解析试题分析:(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,

安培力F做功为

重力做功为

由动能定理得

解得:
考点:安培力;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用
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.

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