◎ 题目

如图甲所示，质量为m=50g，长l=10cm的铜棒，用长度亦为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B=1/3T．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θ=37°，求此棒中恒定电流的大小． 同学甲的解法如下：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θ=37°时，棒受力平衡，有：tanθ= F mg = BIl mg ∴I= mgtanθ Bl = 0.05×10× 3 4 1 3 ×0.01 A=11.25A 同学乙的解法如下：铜棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图丙所示． F做功为：WF=FS1=BIl?lsin37° 重力做功为：WG=-mgS2=-mgl（1-cos37°） 由动能定理得：BIl2sin37-mgl（1-cos37°）=0 ∴I= mg(1-cos°) BIsin37° = 0.05×10×(1-0.8) 1 3 ×0.1×0.6 A=5A 请你判断，他们的解法哪个正确？错误的请指出错在哪里．

◎ 答案

乙同学的解法正确，甲同学的错误． 错误原因：认为物体速度为零时，一定处于平衡状态，或者认为偏角最大的是平衡位置． 因为在最大偏角处，铜棒受到重力mg、安培力F和细线的拉力T，虽然铜棒的速度为零，但受力并不平衡，类似于单摆，三个力的合力沿圆弧的切线方向．所以甲同学解答不正确． 由于安培力F是恒力，可以根据功的公式求其做功，F做功为：WF=FS1=BIl?lsin37°，对于偏转过程，对铜棒运用动能定理列式是可以求出I的．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图甲所示，质量为m=50g，长l=10cm的铜棒，用长度亦为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B=1/3T．未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。