Question

如图所示，质量为0.05kg，长 l ＝0.1m的铜棒，用长度也为 l 的两根轻软导线水平悬挂在竖直向上的匀强磁场

如图所示，质量为0.05kg，长 l ＝0.1m的铜棒，用长度也为 l 的两根轻软导线水平悬挂在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B ＝0.5T.不通电时，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°，求此棒中恒定电流多大？(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流， g 取10N/kg)同学甲的解法如下：对铜棒受力分析如图所示： 当最大偏转角 θ ＝37°时，棒受力平衡，有： F T cos θ ＝ mg ， F T sin θ ＝ F 安 ＝ BIl 得 I ＝＝A＝7.5A同学乙的解法如下： F 安 做功： W F ＝ Fx 1 ＝ BIl sin37°× l sin37°＝ BI ( l sin37°) 2 重力做功： W G ＝－ mgx 2 ＝－ mgl (1－cos37°) 由动能定理得： W F ＋ W G ＝0代入数据解得： I ＝A≈5.56A请你对甲、乙两同学的解法作出评价：若你对两者都不支持，则给出你认为正确的解答．





Answer 1

评价见解析　3.33A

甲同学的错误原因：认为物体速度为零时，一定处于平衡位置，或者认为偏角最大时为平衡位置． 乙同学的错误原因：将安培力表达式误写为 F 安 ＝ BIl sin37°，应为： F 安 ＝ BIl . 正确的解法如下：铜棒向外偏转过程中 F 安 做功： W F ＝ Fx 1 ＝ BIl × l sin37° 重力做功： W G ＝－ mgx 2 ＝－ mgl (1－cos37°) 由动能定理得： W F ＋ W G ＝0 代入数据解得： I ＝A≈0.33A.