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
◎ 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T0.当MN通以强度为I1的电流时,两细线内的张力均减小为T1,当MN内电流强度变为I2时,两细线内的张力均大于T0. (1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向 (2)求MN分别通以强度为I1、I2的电流时,线框受到的安培力F1与F2大小之比 (3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂,在此瞬间线圈的加速度大小为a,试求I3. |
◎ 答案
(1)当MN通以强度为I1的电流时,两细线内的张力均减小为T1,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I1方向向左. 当MN内电流强度变为I2时,两细线内的张力均大于T0.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I2方向向右. (2)当MN中通以电流I时,线圈所受安培力大小为 F1=KI1iL(
F2=KI2iL(
F1:F2=I1:I2, (3)2T0=G 2T1+F1=G 若加速度向下:F3+G=
根据第(2)问结论: I1:I3=F1:F3=
I3=
若加速度向上:F3-G=
根据第(2)问结论: I1:I3=F1:F3=
I3= |