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

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

题型:不详难度:来源:
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:
FTcosθmgFTsinθFBIl
I==A=7.5A
同学乙的解法如下:
F做功:WFFx1BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2
重力做功:
WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)

由动能定理得:WFWG=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.
答案
评价见解析 3.33A
解析
 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
FBIlsin37°,应为:FBIl.
正确的解法如下:铜棒向外偏转过程中
F做功:WFFx1BIl×lsin37°
重力做功:
WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:WFWG=0
代入数据解得:I=A≈0.33A.
举一反三
?如图,在倾角为a的光滑绝缘斜面上,放一通电直导线,当加上如下所述的磁场的,有可能使用导线静止斜面上的是(   )
A.加竖直向下的匀强磁
B.?加垂直斜面向下的匀强磁场
C.加水平向左的匀强磁场
D.加沿斜面向下的匀强磁场

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如图,始终静止在斜面上的条形磁铁P,当其上方固定的水平直导线L中通以垂直于纸面向外的电流时,斜面对磁体的弹力N和摩擦力f的大小变化是(   )
A.Nf都增大B.Nf都减小C.N增大、f减小D.N减小,f增大

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如图所示,闭合导线圆环被一绝缘细线悬挂着,条形磁铁和导线圆环在同一平面内,当导线圆环中通以如图所示的电流瞬间,导线圆环将(   )
A.a向里,b向外转动,同时向磁铁靠近
B.a向外,b向里转动,同时向磁铁靠近
C.a向里,b向外转动,同时远离磁铁
D.a向外,b向里转动,同时远离磁铁

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如图,铜棒ab长0.1 m,质量为6×10-2 kg,两端与长为1 m的轻铜线相连,静止于竖直平面内.整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B="0.5" T,现接通电源,使铜棒保持有恒定电流通过,铜棒发生摆动,平衡时偏转角为37°,则在此过程中铜棒重力势能增加了___J;通电电流的大小为___A.(不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°="0.8,g=10" m/s2)
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如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其上方靠近左端固定一根与磁铁垂直的水平直导线,当导线中通过图示方向电流时(  )
A.磁铁对桌面的压力将减少
B.磁铁对桌面的压力将增大
C.磁铁将不受摩擦力
D.磁铁将受到向右的摩擦力

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