如圖甲所示,質(zhì)量為m=50g,長(zhǎng)l=10cm的銅棒,用長(zhǎng)度亦為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=1/3T.未通電時(shí),輕線在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°,求此棒中恒定電流的大小.
同學(xué)甲的解法如下:對(duì)銅棒進(jìn)行受力分析,通電時(shí)導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn),說(shuō)明安培力方向垂直電流和磁場(chǎng)方向向外,受力如圖乙所示(側(cè)視圖).
當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時(shí),棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg

∴I=
mgtanθ
Bl
=
0.05×10×
3
4
1
3
×0.01
A=11.25A
同學(xué)乙的解法如下:銅棒向外偏轉(zhuǎn)過(guò)程中,導(dǎo)線拉力不做功,如圖丙所示.
F做功為:WF=FS1=BIl?lsin37°
重力做功為:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由動(dòng)能定理得:BIl2sin37-mgl(1-cos37°)=0
∴I=
mg(1-cos°)
BIsin37°
=
0.05×10×(1-0.8)
1
3
×0.1×0.6
A=5A
請(qǐng)你判斷,他們的解法哪個(gè)正確?錯(cuò)誤的請(qǐng)指出錯(cuò)在哪里.
精英家教網(wǎng)
乙同學(xué)的解法正確,甲同學(xué)的錯(cuò)誤.
錯(cuò)誤原因:認(rèn)為物體速度為零時(shí),一定處于平衡狀態(tài),或者認(rèn)為偏角最大的是平衡位置.
因?yàn)樵谧畲笃翘,銅棒受到重力mg、安培力F和細(xì)線的拉力T,雖然銅棒的速度為零,但受力并不平衡,類似于單擺,三個(gè)力的合力沿圓弧的切線方向.所以甲同學(xué)解答不正確.
由于安培力F是恒力,可以根據(jù)功的公式求其做功,F(xiàn)做功為:WF=FS1=BIl?lsin37°,對(duì)于偏轉(zhuǎn)過(guò)程,對(duì)銅棒運(yùn)用動(dòng)能定理列式是可以求出I的.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°固定斜面上(斜面足夠長(zhǎng)),對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力F,作用時(shí)間t1=1s時(shí)撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖象如圖乙所示,取g=10m/s2.試求:
(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和拉力F的大小;
(2)t=6s時(shí)物體的速度,并在乙圖上將t=6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象補(bǔ)畫完整,要求標(biāo)明有關(guān)數(shù)據(jù).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定斜面底端(物體在斜面上,斜面足夠長(zhǎng)),對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力F,若作用時(shí)間t1=1s后撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖象如圖乙所示,試求:(已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)拉力F的大小及斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)t=4s末物體與斜面底部的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖甲所示,質(zhì)量為m=5g,長(zhǎng)l=10cm的銅棒,用長(zhǎng)度亦為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=
1
3
T.未通電時(shí),輕線在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=53°,求此棒中恒定電流的大。
精英家教網(wǎng)
某同學(xué)的解法如下:對(duì)銅棒進(jìn)行受力分析,通電時(shí)導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn),說(shuō)明安培力方向垂直電流和磁場(chǎng)方向向外,受力如圖乙所示(側(cè)視圖).
當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ=53°時(shí),棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg
               I=
mgtanθ
Bl
=
0.005×10×
4
3
1
3
×0.01
=20A

(1)請(qǐng)你判斷,他的解法是否正確?錯(cuò)誤的請(qǐng)指出錯(cuò)誤所在,并改正.
(2)此棒的最大動(dòng)能是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長(zhǎng)的斜面上,對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s時(shí)撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖象如圖乙所示.試求:
(1)物體沿斜面上滑的最大位移.
(2)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及拉力F的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,質(zhì)量為m=0.5kg、電阻r=1Ω的跨接桿ab可以無(wú)摩擦地沿水平固定導(dǎo)軌滑行,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),兩導(dǎo)軌間寬度為L(zhǎng)=1m,導(dǎo)軌電阻不計(jì),電阻R1=1.5Ω,R2=3Ω,裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T.桿從x軸原點(diǎn)O以水平初速度向右滑行,直到停止.已知桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中v隨位移x變化的關(guān)系如圖乙所示.求:
(1)在桿的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電流對(duì)電阻R1做的功,
(2)在桿的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)電阻R1的電量,
(3)要使R1產(chǎn)生1J的熱量,桿需向右移動(dòng)的距離及此時(shí)R1的功率.

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