题目内容

如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直平面内,假定圆环不发生转动,当通电直导线中电流增大时,弹性环的面积S和橡皮绳的长度L将(  )
分析:弹性的金属圆环处于长直导线电流所产生的磁场中,根据右手螺旋定则可判定圆环所处磁场的方向,且大小变化.再根据楞次定律可确定圆环内的感应电流方向,根据左手定则,判断出弹性的金属圆环受到安培力的方向,从而判断出结果正确与否.
解答:解:根据右手螺旋定则可知,直线电流下边磁场方向垂直纸面向里,由于电流增大,则弹性的金属圆环中的磁通量增大,导致产生感应电流,根据楞次定律可知,圆环中的感应电流方向:逆时针方向.根据左手定则可知,弹性的金属圆环上边的所受的安培力竖直向下,弹性的金属圆环下边的所受的安培力竖直向上,由于下边离长直导线电流越远,磁场越弱,所以向下的安培力大于向上的安培力,从而导致橡皮绳的长度变长;
可将圆环等效成一段一段的导线,由左手定则可知,安培力指向圆心,导致弹性环面积减小.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
点评:解决本题的关键会用右手螺旋定则(安培定则)判断电流周围磁场的方向,以及会用楞次定律来判定感应电流方向,左手定则判断安培力的方向.同时会运用等效思维.
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