Question

10．如图所示，MN是一根长为l=10cm，质量m=50g的金属棒，用两根长度也为l的细软导线将导体棒MN水平吊起，使导体棒处在B=$\frac{1}{3}$T的竖直向上的匀强磁场中，未通电流时，细导线在竖直方向，通入恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角θ=37°，则金属棒中恒定电流的大小及方向为（　　）

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

Answer 1

分析 金属棒向外偏转的过程中，受重力mg、导线拉力F_T、安培力F三个力的作用，由左手定则判断电流的方向．在导线上摆的过程中，重力做负功，安培力做正功，根据动能定理和安培力公式列式求解．

解答 解：金属棒向外偏转的过程中，受重力mg、导线拉力F_T、安培力F共三个力的作用，其中导线的拉力不做功，由动能定理得：
W_F+W_G=0           
其中 W_F=Flsinθ=BIl²sinθ，W_G=-mgl（1-cosθ）                  
解得金属棒中的电流大小为 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
由左手定则判断知，棒中电流方向由M→N．
故选：D

点评 对于通电体在磁场中运动的问题，正确运用动能定理列式解题是关键，注意线的拉力不做功．