题目内容

12.如图(甲)所示,长直导线右侧的矩形线框与长直导线位于同一平面内.当长直导线中的电流发生如图(乙)所示的变化时,线框中感应电流与所受安培力的情况是(  )
A.感应电流方向不变,线框受合力方向不变
B.感应电流方向改变,线框受合力方向不变
C.感应电流方向不变,线框受合力方向改变
D.感应电流方向改变,线框受合力方向改变

分析 在0-$\frac{1}{2}$T时间内,直线电流方向向上,而在$\frac{1}{2}$T-T时间内,直线电流方向向下,根据安培定则判断出直导线周围的磁场,根据磁场的变化,通过楞次定律判断出金属线框中的感应电流,从而通过受力判断线框所受安培力的合力.

解答 解:在0-$\frac{1}{2}$T时间内,直线电流方向向上,根据安培定则,知导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐减小,则磁场逐渐减小,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方向的感应电流.根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向左,右边受到的安培力水平向右,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属框所受安培力的合力水平向左;
在$\frac{1}{2}$T-T时间内,直线电流方向向下,根据安培定则,知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方向的感应电流.根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向右,右边受到的安培力水平向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属框所受安培力的合力水平向右.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.

点评 解决本题的关键掌握安培定则判断电流与其周围磁场的方向的关系,运用楞次定律判断感应电流的方向,以及运用左手定则判断安培力的方向.

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