如圖(甲)所示,質(zhì)量為m=50g,長(zhǎng)l=10cm的銅棒,用長(zhǎng)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=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。
某同學(xué)對(duì)棒中恒定電流的解法如下: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
=
mg
,得I=
mgtanθ
Bl
=11.25A.
(1)請(qǐng)判斷,該同學(xué)的解法正確嗎?若不正確則請(qǐng)指出錯(cuò)在哪里?
(2)試寫(xiě)出求解棒中電流的正確解答過(guò)程及結(jié)果.
分析:同學(xué)甲的解法,將偏轉(zhuǎn)最大角度當(dāng)作平衡狀態(tài);而同學(xué)乙的解法,安培力做功求錯(cuò)誤.
解答:解:(1)該同學(xué)的解法錯(cuò)誤.
錯(cuò)誤原因:認(rèn)為棒到達(dá)最高點(diǎn)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.
(2)正確的解法如下:金屬棒向外偏轉(zhuǎn)過(guò)程中,導(dǎo)線拉力不做功,
如圖所示,安培力F做功為WF=Fs1=Bη2sin37°       
重力做功為WG=-mgs2=-mgl(l-cos37°) 
由動(dòng)能定理得Bη2sin37°-mgl(l-cos37°)=0 
解得.I=
mg(l-cos37°)
Blsin37°
=5A    
答:(1)該同學(xué)的解法錯(cuò)誤.
錯(cuò)誤原因:認(rèn)為棒到達(dá)最高點(diǎn)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.
(2)試寫(xiě)出求解棒中電流的正確解答過(guò)程及結(jié)果為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.
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)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開(kāi)彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù),通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間,變化的圖象如圖(乙)所示,則( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖(甲)所示,質(zhì)量m=0.5kg,初速度v0=10m/s的物體,受到一個(gè)與初速度方向相反的外力F的作用,沿粗糙的水平面滑動(dòng),經(jīng)3s撤去外力,直到物體停止,整個(gè)過(guò)程物體的v-t圖象如圖(乙)所示,g取10m/s2,則( 。

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如圖(甲)所示,質(zhì)量m=0.5kg,初速度υ0=10m/s的物體,受到一個(gè)與初速方向相反的外力F的作用,沿粗糙的水平面滑動(dòng),經(jīng)3s撤去外力,直到物體停止,整個(gè)過(guò)程物體的υ-t圖象如圖(乙)所示,g取10m/s2,則下列判斷正確的是( 。

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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、長(zhǎng)L=1.0m、右端帶有豎直擋板的木板B,靜止在光滑水平面上.質(zhì)量為m的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))A,以水平速度v0=4.0m/s滑上B的左端,在右端與B碰撞后,最后恰好滑回木板B的左端.已知
Mm
=3,并且在A與擋板碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失,忽略碰撞時(shí)間,取g=10m/s2,求:
(1)木塊A與木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)在圖(乙)所給坐標(biāo)系中,畫(huà)出此過(guò)程中B對(duì)地的速度--時(shí)間圖線.

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