Question

9．如圖甲所示，質(zhì)量為m=50g，長l=10cm的銅棒，用長度也為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=$\frac{1}{3}$T，未通電時(shí)，輕線在豎直方向，通入恒定電流后．
（1）棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°，求此棒中恒定電流的大小；
（2）若棒靜止時(shí)，懸線與豎直方向間夾角θ=37°，求此棒中恒定電流的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)能定求的通過的電流
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡判斷通過的電流大小

解答 解：（1）金屬棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做功，
如圖所示，安培力F做功為W_F=Fs₁=BIl²sin37°       
重力做功為W_G=-mgs₂=-mgl（l-cos37°） 
由動(dòng)能定理得BIl²sin37°-mgl（l-cos37°）=0 
解得．I=$\frac{mg（l-cos37°）}{Blsin37°}$=5A    
（2）對(duì)銅棒受力分析，受重力、繩的拉力、安培力，側(cè)視圖如圖（從右向左看）：

由共點(diǎn)力平衡條件可得：
Tsinθ=F_安=BIl
Tcosθ=mg
解得：I=$\frac{mgtan37°}{BL}=\frac{0.05×10×0.75}{0.5×0.1}$=7.5A
答：（1）棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°，此棒中恒定電流的大小為5A；
（2）若棒靜止時(shí)，懸線與豎直方向間夾角θ=37°，此棒中恒定電流的大小為7.5A

點(diǎn)評(píng) 考查學(xué)生觀察是否細(xì)仔，最大偏角與平衡狀態(tài)的關(guān)系，同時(shí)還體現(xiàn)如何正確求功