Question

10．如圖所示，MN是一根長為l=10cm，質(zhì)量m=50g的金屬棒，用兩根長度也為l的細軟導(dǎo)線將導(dǎo)體棒MN水平吊起，使導(dǎo)體棒處在B=$\frac{1}{3}$T的豎直向上的勻強磁場中，未通電流時，細導(dǎo)線在豎直方向，通入恒定電流后，金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的最大偏角θ=37°，則金屬棒中恒定電流的大小及方向為（　　）

• A． 9A，M→N
• B． 11.25A，N→M
• C． 5A，N→M
• D． 5A，M→N

Answer 1

分析 金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的過程中，受重力mg、導(dǎo)線拉力F_T、安培力F三個力的作用，由左手定則判斷電流的方向．在導(dǎo)線上擺的過程中，重力做負功，安培力做正功，根據(jù)動能定理和安培力公式列式求解．

解答 解：金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的過程中，受重力mg、導(dǎo)線拉力F_T、安培力F共三個力的作用，其中導(dǎo)線的拉力不做功，由動能定理得：
W_F+W_G=0           
其中 W_F=Flsinθ=BIl²sinθ，W_G=-mgl（1-cosθ）                  
解得金屬棒中的電流大小為 I=$\frac{mgl（1-cosθ）}{B{l}^{2}sinθ}$=$\frac{0.05×10×0.1×（1-cos37°）}{\frac{1}{3}×0．{1}^{2}×sin37°}$A=5A
由左手定則判斷知，棒中電流方向由M→N．
故選：D

點評 對于通電體在磁場中運動的問題，正確運用動能定理列式解題是關(guān)鍵，注意線的拉力不做功．