问题
问答题
如图甲所示，质量为m=50g，长l=10cm的铜棒，用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ=37°，求此棒中恒定电流的大小．同学甲的解法如下：对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示（侧视图）．
当最大偏转角θ=37°时，棒受力平衡，有：tanθ=
=F mg BIl mg
得I=
=mgtan370 Bl
=7.5A0.05×10× 3 4 0.5×0.1
同学乙的解法如下：铜棒向外偏转过程中，导线拉力不做
功，如图丙所示．
F做功为：WF=FS1=BIlsin370×lsin370
重力做功为：WG=-mgS2=-mgl（1-cos37°）
由动能定理得：BI（lsin37°）2-mgl（1-cos37°）=0I=
=mgl(1-cos370) Blsin2370
=0.05×10×(1-0.8) 0.5×0.1×(0.6)2
=5.56A50 9
请你对同学甲和乙的解答以说理的方式作出评价；若你两者都不支持，则给出你认为正确的解答．
答案
（1）甲和乙同学的解法均错误
错误原因：前者认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡状态，或者认为偏角最大的是平衡位置；后者将安培力做功求错．
（2）正确的解法如下：金属棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图所示：安培力F做功为WF=FS1=BIL2sin37°
重力做功为WG=-mgS2=-mgL（1-cos37°）
由动能定理得BIL2sin37°-mgL（1-cos37°）=0
解得 I=
=5Amg(1-cos37°) BLsin37°
答：此棒中恒定电流的大小为5A．