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如圖甲所示，質(zhì)量為m=50g，長l=10cm的銅棒，用長度亦為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.5T．未通電時，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小．同學(xué)甲的解法如下：對銅棒進行受力分析，通電時導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示（側(cè)視圖）．
當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時，棒受力平衡，有：tanθ=

F

mg

=

BIl

mg

得I=

mgtan370

Bl

=

0.05×10× 3 4

0.5×0.1

=7.5A
同學(xué)乙的解法如下：銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做
功，如圖丙所示．
F做功為：WF=FS1=BIlsin370×lsin370
重力做功為：W_G=-mgS₂=-mgl（1-cos37°）
由動能定理得：BI（lsin37°）²-mgl（1-cos37°）=0I=

mgl(1-cos370)

Blsin2370

=

0.05×10×(1-0.8)

0.5×0.1×(0.6)2

=

50

9

=5.56A
請你對同學(xué)甲和乙的解答以說理的方式作出評價；若你兩者都不支持，則給出你認為正確的解答．

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如圖甲所示，質(zhì)量為m=50g，長l=10cm的銅棒，用長度亦為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1/3T．未通電時，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�。�
同學(xué)甲的解法如下：對銅棒進行受力分析，通電時導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示（側(cè)視圖）．
當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時，棒受力平衡，有：tanθ=

F

mg

=

BIl

mg

∴I=

mgtanθ

Bl

=

0.05×10× 3 4

1 3 ×0.01

A=11.25A
同學(xué)乙的解法如下：銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做功，如圖丙所示．
F做功為：W_F=FS₁=BIl?lsin37°
重力做功為：W_G=-mgS₂=-mgl（1-cos37°）
由動能定理得：BIl²sin37-mgl（1-cos37°）=0
∴I=

mg(1-cos°)

BIsin37°

=

0.05×10×(1-0.8)

1 3 ×0.1×0.6

A=5A
請你判斷，他們的解法哪個正確？錯誤的請指出錯在哪里．

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如圖甲所示，質(zhì)量為m=50g，長l=10cm的銅棒，用長度亦為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1/3T．未通電時，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小．
同學(xué)甲的解法如下：對銅棒進行受力分析，通電時導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示（側(cè)視圖）．
當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時，棒受力平衡，有：tanθ==
∴I==A=11.25A
同學(xué)乙的解法如下：銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做功，如圖丙所示．
F做功為：W_F=FS₁=BIl?lsin37°
重力做功為：W_G=-mgS₂=-mgl（1-cos37°）
由動能定理得：BIl²sin37-mgl（1-cos37°）=0
∴I==A=5A
請你判斷，他們的解法哪個正確？錯誤的請指出錯在哪里．

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第Ⅰ卷  選擇題(共31分)

一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分，每小題只有一個選項符合題意。

題號

1

2

3

4

5

答案

C

D

A

B

B

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多個正確選項。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題號

6

7

8

9

答案

ACD

BD

CD

BD

第Ⅱ卷（非選擇題  共89分）

三、實驗題（22分）

10. （1）（4分）

（2）①見下圖（2分） ②T=或（2分）  ③1.22~1.30（2分）

11． (1)    CD    （3分）

（2）(每小題3分)①R = 300-0.4F      ②600     ③不均勻

四、計算題：本題共5小題，共67分，

12．（12分）（1）λ=2m,  （2分）     （2分）

（2）S=4.5×4A=90cm （3分）     y=0（2分）

(3)(cm)  （3分）

13． （12分）

（1）因為

 所以w(3分）

       （2）                     （1分）

       又因，  （ 2分）

        所以                （2分）

           （2分）

                          （2分）

14．（12分）

甲同學(xué)的錯誤原因：認為物體速度為零時，一定處于平衡狀態(tài)，或者認為偏角最大的是平衡位置。                                           （2分）

 乙同學(xué)的錯誤原因：將安培力表示導(dǎo)致F做功出錯。（2分）

正解如下：銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做功，如圖丙所示。

F做功為：

重力做功為：

由動能定理：，             （6分）

得                              （2分）

15. （15分） 

(1) 油滴負電荷                              （2分）

    (2)油滴受三個力作用(見下圖)，從Ｐ到Ｏ沿直線運動必為勻速運動，設(shè)油滴質(zhì)量為m：

 由平衡條件有         （1分）

     得    （2分）

(3)進入第一象限，電場力和重力相等，知油滴先作勻速直線運動，進入y≥h的區(qū)域后作勻速圓周運動，路徑如圖,最后從x軸上的Ｎ點離開第一象限．（2分）

由Ｏ→Ａ勻速運動位移為知運動時間：

    （1分）

由幾何關(guān)系和圓周運動的周期關(guān)系式知由Ａ→Ｃ的圓周運動時間為

                             （1分）

    由對稱性知從Ｃ→Ｎ的時間

在第一象限運動的總時間  （2分）

由在磁場中的勻速圓周運動，有　     

   解得得到軌道半徑                           （1分）

    圖中的    （2分）

    即離開第一象限處（Ｎ點）的坐標為（4.0m,0）          （1分）

16．（16分）

（1）設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，則金屬棒最大速度時產(chǎn)生的電動勢                                   （1分）

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流                            （1分）

金屬棒棒所受安培力                                 （1分）

cd棒所受合外力為零時，下滑的速度達到最大，則

                                                       （1分）

由以上四式解得                                （1分）

（2）設(shè)電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q，整個電路產(chǎn)生的電熱為Q_總，則

                                          （3分）

                                                          （1分）

解得                                   （1分）

（3）金屬棒開始運動時的加速度大小為a，由牛頓第二定律有

                   解得                       （2分）

由磁通量不變                    （3分）

                                （1分）