Question

如圖，質量為m＝60 g的鋼棒長為S＝20 cm，棒兩端與長為L＝30 cm的細軟銅線相連，吊在磁感應強度為B＝0.5 T、豎直向上的勻強磁場中，當棒中通過穩恒電流I后，鋼棒向上擺動，最大偏角＝60°，g取10 m/s²．

求：鋼棒中電流Ｉ的大小．

以下是某同學的解答：鋼棒在最高點受到三個力的作用：拉力T，安培力F，重力mg．

對這些力進行正交分解，由于棒在＝60°時處于平衡狀態，有：

在水平方向上：Tsin60°＝F　　①

在豎直方向上：Tcos60°＝mg　　②

而：F＝BIS　　③

由①②③可求出鋼棒中的電流I．

請問：該同學所得結論是否正確？

若正確，請代入已知量求出結果．

若有錯誤，請分析錯誤原因并求出正確結果．

Answer 1

答案：
解析：

解：該同學解答不正確． 　　問題在于鋼棒向上擺到最大偏角時并不是平衡位置． 　　正確解答是： 　　鋼棒向上擺動過程中，僅有重力和安培力兩個力做功，由動能定理得： 　　 　　鋼棒中電流為