Question

3．如圖1所示，豎直直導(dǎo)線ab，左側(cè)放有一個輕質(zhì)閉合線圈．現(xiàn)向直導(dǎo)線中通入如圖2所示的正弦交流電流，設(shè)電流由a流向b為正方向，則線圈受力方向相同的時間是（　　）

• A． 0-t₁和t₂-t₃兩段時間內(nèi)
• B． t₁-t₂和t₃-t₄兩段時間內(nèi)
• C． 0-t₁和t₃-t₄兩段時間內(nèi)
• D． t₁-t₂和t₂-t₃兩段時間內(nèi)

Answer 1

分析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合電流的變化率，并由楞次定律與左手定則，即可求解．

解答 解：A、0-t₁時間內(nèi)向上的電流增大，電流產(chǎn)生的磁場增大，根據(jù)安培定則，線圈處的磁場的方向向里；所以向里穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場的方向向外，線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流；根據(jù)左手定則，線圈的左側(cè)受到的安培力的方向向右，而右側(cè)受到的安培力的方向向左．由于左側(cè)靠近電流ab，所以線圈的左側(cè)受到的安培力大，線圈受到的合力的方向向右．
同理，t₂-t₃時間內(nèi)向下的電流增大；向外穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場的方向向里，線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流；根據(jù)左手定則，線圈的左側(cè)受到的安培力的方向向右，而右側(cè)受到的安培力的方向向左．由于左側(cè)靠近電流ab，所以線圈的左側(cè)受到的安培力大，線圈受到的合力的方向向右．比較可知，兩種情況下受到的安培力的方向相同．故A正確；
B、t₁-t₂時間內(nèi)，電流方向向上，大小逐漸減小，則由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向的感應(yīng)電流，線圈的左側(cè)受到的安培力的方向向左，而右側(cè)受到的安培力的方向向右．由于左側(cè)靠近電流ab，所以線圈的左側(cè)受到的安培力大，線圈受到的合力的方向向左．
同理，t₃-t₄時間內(nèi)，電流方向向下，大小逐漸減小，則由楞次定律可知，線圈要阻礙變化，則受到的合力方向向左．故t₁-t₂和t₃-t₄兩段時間內(nèi)受力的方向相同．故B正確；
C、結(jié)合A、B的分析可知，0-t₁時間內(nèi)線圈受到的合力的方向向右；t₃-t₄時間內(nèi)，線圈受到的合力方向向左；兩段時間內(nèi)受到的合力方向相反．故C錯誤；
D、結(jié)合A、B的分析可知，t₁-t₂時間內(nèi)時間內(nèi)線圈受到的合力的方向向左；t₂-t₃時間內(nèi)，線圈受到的合力方向向右；兩段時間內(nèi)受到的合力方向相反．故D錯誤；
故選：AB．

點(diǎn)評 該題考查安培定則、楞次定律以及左手定則的綜合應(yīng)用，掌握安培力產(chǎn)生條件，理解阻礙原磁通量變化是解題的關(guān)鍵．
本題使用楞次定律的推廣形式解答要簡單一些．