电磁场铜棒 ab 长0.1 m,质量为0.06 kg,两端由两根长度都是1 m的轻铜线悬挂起来,铜棒 ab 保持水平,整个装置静止于竖直平面内,装置所在处有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度 B ＝0.5 T,现给铜棒 ab 中通入恒定电流,铜棒发生摆动.已知最大偏转角为37°,则铜棒从最低点运动到最高点的过程中,恒定电流的大小为4A.为什么我算了两次都是9A.我觉得偏转最大时受力平衡,求分析.
问题描述：
电磁场
铜棒 ab 长0.1 m,质量为0.06 kg,两端由两根长度都是1 m的轻铜线悬挂起来,铜棒 ab 保持水平,整个装置静止于竖直平面内,装置所在处有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度 B ＝0.5 T,现给铜棒 ab 中通入恒定电流,铜棒发生摆动.已知最大偏转角为37°,则铜棒从最低点运动到最高点的过程中,恒定电流的大小为4A.为什么我算了两次都是9A.我觉得偏转最大时受力平衡,求分析.
答
现分析铜棒的运动,由最低点以速度零运动到最高点,速度仍然是零,可是铜棒是摆动的,意即没有平衡,那么我们只能用能量守恒来解决,安培力是一个恒力,做功与路径无关,重力作功也与路径无关,安培力作功将电能转化为铜棒的重力势能,即
BIL×Rsin37=mgR（1-cos37）,R为细铜线长为1m,L为铜棒的长为0.1m
可解得I=4A.
你的错误之处在于认为最高点平衡,可是老师一眼看出来不平稳,原因是仔细审查题意,在最高点摆动.