1997年9月24日星期三農曆八月廿三天氣:晴,午後起風
物理小測驗。
牛盾老師一進門就在黑板上畫了一個圖。一個U形導線,放在磁場裡,電流方向標出來了。
“求導線受到的安培力的大小和方向。”他在圖旁邊標出數據:B=0.6T,I=2A,U形導線兩邊的豎線長度都是0.1m,底邊長度0.2m。
我看著那個圖,腦子裡開始轉。有效長度是多少?U形導線,兩邊的豎線在磁場裡,底邊不在。有效長度就是兩邊的豎線長度之和,0.1+0.1=0.2m。
F=BIL=0.6×2×0.2=0.24N。
方向用左手定則。手心朝自己,四指朝電流方向,拇指朝受力方向。左邊豎線電流朝上,受力朝左。右邊豎線電流朝下,受力朝右。兩個力方向相反,大小相等,所以導線受的合力是多少?
我愣了一下。兩個力方向相反,大小相等,合力為0?
不對,導線是U形的,兩邊的力作用在不同的邊上,不能直接抵消。應該算整個導線的受力。兩邊受力方向相反,但導線是連在一起的,所以整體受力應該是兩個力的矢量和。
我重新想了一下。左邊的力朝左,右邊的力朝右,大小都是F=0.12N。所以合力是0。
但導線會不會轉動?左邊力朝左,右邊力朝右,會讓導線繞中心轉動。力矩?
我看了看題目,隻要求大小和方向。大小是0N?不對,那叫不受力?但兩邊都受力,隻是合力為0。
我在草稿紙上畫了受力圖。左邊力朝左,右邊力朝右,導線不會平動,但會轉動。題目沒問轉動,隻問安培力的大小和方向。
我寫:F=0N。
曉曉在旁邊小聲說:“你寫多少?”
“0N。”我說。
“我也是。”她笑了。
牛老師在講台上掃了一眼全班:“做完了的交卷。”
他把卷子收上去,看了一眼王強的,皺了皺眉:“強子,你這卷子上畫的什麼?”
“受力圖。”王強說。
“受力圖?”牛老師把卷子舉起來給全班看,“你們看看,這是受力圖還是靶子?”
全班湊過去一看,王強在圖中間畫了一個大圓圈,裡麵畫了一個箭頭,寫著“F”。
“強子,你這是安培力?”牛老師笑了,“你這是把導線當成靶子打呢?”
“不是,”王強急了,“我這是安培力的方向,朝中間。”
“朝中間?”牛老師看了看圖,“那你這個力,是把導線往中間壓?”
“對!”王強說,“兩邊的力往中間壓,中間的力往兩邊拉,所以導線不動。”
“中間的力?”牛老師愣了一下,“哪裡來的中間的力?”
“底邊啊。”王強指著圖,“底邊也在磁場裡。”
“底邊在磁場裡嗎?”牛老師問。
“在啊。”王強說,“U形導線,底邊也在磁場裡。”
“底邊跟磁場方向平行。”牛老師說,“平行的時候不受力。”
“平行不受力?”王強愣住了,“那底邊不是白放了?”
“對,白放了。”牛老師笑了。
“那我的力畫錯了?”王強問。
“畫錯了。”牛老師說,“兩邊的力方向相反,大小相等,所以導線不動。”
“那合力是多少?”王強問。
“0。”牛老師說。
“0?”王強瞪大了眼睛,“那我算了大半天,結果是0?”
“對,0。”
“那不是白算了?”王強哀嚎了一聲。
“沒白算。”牛老師笑了,“你至少知道合力是0。”
“那有什麼用!”王強說。
“有用。”牛老師說,“你要是算出來不是0,就錯了。”
王強想了想,點點頭:“那倒是。”
丁琳琳在後麵小聲說:“強子,你算出來0,跟沒算一樣。”
“不一樣!”王強急了,“我算出來了!”
“算出來0,跟沒算有什麼區別?”丁琳琳問。
“區別大了!”王強說,“沒算就是不知道,算出來就是知道是0。”
“那你知道是0,有什麼用?”丁琳琳追問。
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