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磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则
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载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离．在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流i，被两根轻质
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离．在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流i，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示．开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T
0
．当MN通以强度为I
1
的电流时，两细线内的张力均减小为T
1
，当MN内电流强度变为I
2
时，两细线内的张力均大于T
0
．
（1）分别指出强度为I
1
、I
2
的电流的方向
（2）求MN分别通以强度为I
1
、I
2
的电流时，线框受到的安培力F
1
与F
2
大小之比
（3）当MN内的电流强度为I
3
时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，试求I
3
．
◎ 答案
（1）当MN通以强度为I
1
的电流时，两细线内的张力均减小为T
1
，知此时线框所受安培力合力方向竖直向上，则ab边所受的安培力的向上，cd边所受安培力方向向下，知磁场方向垂直纸面向里，则I
1
方向向左．
当MN内电流强度变为I
2
时，两细线内的张力均大于T
0
．知此时线框所受安培力合力方向竖直向下，则ab边所受的安培力的向下，cd边所受安培力方向向上，知磁场方向垂直纸面向外，则I
2
方向向右．
（2）当MN中通以电流I时，线圈所受安培力大小为
F
1
=KI
1
iL（
1
r1
-
1
r2
）
F
2
=KI
2
iL（
1
r1
-
1
r2
）
F
1
：F
2
=I
1
：I
2
，
（3）2T
0
=G
2T
1
+F
1
=G
若加速度向下：F
3
+G=
G
g
a
根据第（2）问结论：
I
1
：I
3
=F
1
：F
3
=
G-2
T
1
Ga
g
-G
=
(
T
0
-
T
1
)g
(a-g)
T
0
I
3
=
(a-g)
T
0
T
1
(
T
0
-
T
1
)g
（方向向右）
若加速度向上：F
3
-G=
G
g
a
根据第（2）问结论：
I
1
：I
3
=F
1
：F
3
=
G-2
T
1
Ga
g
+G
=
(
T
0
-
T
1
)g
(a+g)
T
0
，
I
3
=
(a+g)
T
0
T
1
(
T
0
-
T
1
)g
（方向向左）
答：（1）I
1
方向向左，I
2
方向向右．
（2）线框受到的安培力F
1
与F
2
大小之比为I
1
：I
2
，
（3）电流I
3
的大小为I
3
=
(a-g)
T
0
T
1
(
T
0
-
T
1
)g
（方向向右）或I
3
=
(a+g)
T
0
T
1
(
T
0
-
T
1
)g
（方向向左）．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离．在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流i，被两根轻质…”主要考查了你对 【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/437102.html
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