Question

【題目】載流長直導(dǎo)線周圍磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝kI/r， 式中常量k＞0，I為電流強(qiáng)度，r為距導(dǎo)線的距離。在水平長直導(dǎo)線MN正下方，矩形線圈abcd通以逆時(shí)針方向的恒定電流，被兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛，如圖所示。開始時(shí)MN內(nèi)不通電流，此時(shí)兩細(xì)線內(nèi)的張力均為T0。當(dāng)MN通以強(qiáng)度為I1的電流時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均減小為T1，當(dāng)MN內(nèi)電流強(qiáng)度變?yōu)?/span>I2時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均大于T0。

（1）分別指出強(qiáng)度為I1、I2的電流的方向；

（2）求MN分別通以強(qiáng)度為I1、I2的電流時(shí)，線框受到的安培力F1與F2大小之比；

（3）當(dāng)MN內(nèi)的電流強(qiáng)度為I3時(shí)兩細(xì)線恰好斷裂，在此瞬間線圈的加速度大小為a，求I3。

Answer 1

【答案】（1）I1方向向左，I2方向向右 （2）F1:F2＝I1:I2 （3）

【解析】試題分析：（1）當(dāng)MN通以強(qiáng)度為的電流時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均減小為，知此時(shí)線框所受安培力合力方向豎直向上，則ab邊所受的安培力的向上，cd邊所受安培力方向向下，知磁場方向垂直紙面向里，則方向向左．當(dāng)MN內(nèi)電流強(qiáng)度變?yōu)?/span>時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均大于．知此時(shí)線框所受安培力合力方向豎直向下，則ab邊所受的安培力的向下，cd邊所受安培力方向向上，知磁場方向垂直紙面向外，則方向向右．

（2）當(dāng)MN中通以電流I時(shí)，線圈所受安培力大小為， ，所以，

（3），

若加速度向下： 根據(jù)第（2）問結(jié)論：

（方向向右）

若加速度向上： 根據(jù)第（2）問結(jié)論： ，

（方向向左）