题目内容
【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,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,求I3。
【答案】(1)I1方向向左,I2方向向右 (2)F1:F2=I1:I2 (3)
【解析】试题分析:(1)当MN通以强度为的电流时,两细线内的张力均减小为,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,则方向向左.当MN内电流强度变为时,两细线内的张力均大于.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,则方向向右.
(2)当MN中通以电流I时,线圈所受安培力大小为, ,所以,
(3),
若加速度向下: 根据第(2)问结论:
(方向向右)
若加速度向上: 根据第(2)问结论: ,
(方向向左)
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