Question

如圖所示，質(zhì)量為60g的導(dǎo)體棒長(zhǎng)度S=20cm，棒兩端分別與長(zhǎng)度L=30cm的細(xì)導(dǎo)線相連，懸掛在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．當(dāng)導(dǎo)體棒中通以穩(wěn)恒電流I后，棒向上擺動(dòng)（擺動(dòng)過(guò)程中I始終不變），最大偏角θ=45°，求：導(dǎo)體棒中電流I的大�。�
以下是某同學(xué)的解答：
當(dāng)導(dǎo)體棒擺到最高位置時(shí)，導(dǎo)體棒受力平衡．此時(shí)有：
Gtanθ=F_安=BISI=

Gtanθ

BS

=

0.06×10×1

0.5×0.2

A=6A
請(qǐng)問(wèn)：該同學(xué)所得結(jié)論是否正確？若正確請(qǐng)求出結(jié)果．若有錯(cuò)誤，請(qǐng)予指出并求出正確結(jié)果．

Answer 1

分析：當(dāng)導(dǎo)體棒中通以穩(wěn)恒電流I后，棒向上擺動(dòng)，該情景類似于單擺，棒達(dá)到最高點(diǎn)后將向下運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)擺動(dòng)．所以該題可以使用動(dòng)能定理來(lái)解題．

解答：解：該同學(xué)所得結(jié)論有問(wèn)題．                                  
由于45°是鋼棒向上擺動(dòng)的最大偏角，所以此時(shí)鋼棒并不平衡．不能使用共點(diǎn)力的平衡解題．
鋼棒在向上擺動(dòng)過(guò)程中，僅有重力和安培力兩個(gè)恒力做功．
由動(dòng)能定理：BISLsinθ-mgL（1-cosθ）=0                     
∴鋼棒中電流為：I=

mg(1-cosθ)

BSsinθ

=2.49A
答：該同學(xué)的結(jié)論錯(cuò)誤，正確的結(jié)果是2.49A

點(diǎn)評(píng)：該題中，正確判斷出題目的情景類似于單擺，棒達(dá)到最高點(diǎn)后將向下運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)擺動(dòng)是解題的關(guān)鍵，否則容易出現(xiàn)錯(cuò)誤．