8如图甲所示,质量为m=50 g,长l=10 cm的铜棒,用长度也为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=1/3 T.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.

甲

某同学对棒中恒定电流的解法如下:

乙

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于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.则:

tan θ=F/mg=BIl/mg,得I=mgtanθ/Bl=11.25 A.

(1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确,则请指出错在哪里?

(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.

解析(1)该同学的解法错误.错误原因:认为棒到达最高点速度为零时,一定处于平衡状态;或者认为偏角最大的位置是平衡位置.

　　(2)正确的解法如下:

　　如图所示,对铜棒进行受力分析.

　　金属棒向外偏转过程中,导线拉力不做功.

　　安培力F做功为WF=Fx1=BIl2sin 37°,

　　重力做功为WG=-mgx2=-mgl(1-cos 37°),

　　由动能定理得BIl2sin 37°-mgl(1-cos 37°)=0,

　　解得I=(mg"(" 1"-" cos37"°)" )/Blsin37"°" =5 A.

答案见解析

能力提升

1(多选)关于磁感应强度的方向,下列说法正确的是(　　)

A.某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向相反

B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向