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: FTcosθ=mg,FTsinθ=F安=BIl 得I==A=7.5A 同学乙的解法如下: F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2 重力做功: WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:WF+WG=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 F安=BIlsin37°,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:WF=Fx1=BIl×lsin37° 重力做功: WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°) 由动能定理得:WF+WG=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.N、f都增大 | B.N、f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) |
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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