题目内容
如图（甲）所示，用长度均为l的两根轻软导线水平悬吊起一质量为m、长也为l的铜棒，置于磁感应强度为B方向竖直向上的匀强磁场中．未通电时，两轻导线竖直；当通入恒定电流后，铜棒向外摆动，轻导线最大偏角为θ，求铜棒中电流的大小；以下是某同学的求解方法：
解：
对铜棒进行受力分析，通电时铜棒向外摆动，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）．当最大偏转角为θ时，棒受力平衡有：tanθ=
| F |
| mg |
| BIl |
| mg |
| mgtanθ |
| Bl |
（1）指出其错误的原因：
（2）试写出求解铜棒中电流的正确解答过程及结果．
分析：该同学的错误原因：认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡状态，或认为偏角最大时是平衡状态．
解答：解：（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，
如图所示，安培力F做功为WF=Fs1=BIl2sinθ
重力做功为WG=-mgs2=-mgl（l-cosθ）
由动能定理得：BIl2sinθ-mgl（l-cosθ）=0
解得：I=
答：（1）其错误的原因：认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡状态，或认为偏角最大时是平衡状态．
（2）铜棒中电流I=
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，
如图所示，安培力F做功为WF=Fs1=BIl2sinθ
重力做功为WG=-mgs2=-mgl（l-cosθ）
由动能定理得：BIl2sinθ-mgl（l-cosθ）=0
解得：I=
| mg(1-cosθ) |
| Blsinθ |
答：（1）其错误的原因：认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡状态，或认为偏角最大时是平衡状态．
（2）铜棒中电流I=
| mg(1-cosθ) |
| Blsinθ |
点评：本题考查学生观察是否仔细，最大偏角与平衡状态的关系，同时还考查了如何正确求功．
练习册系列答案
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