Question

11．空间某区域中的磁场是沿水平方向的两个相互垂直的磁场叠加而成的，其中一个磁场的磁感应强度为B₁=$\sqrt{3}$×10^-4T，方向指向正东；另一磁场的磁感应强度为B₂=1.0×10^-4T，方向指向正北；现有一段长为L=1.0m，通有电流I=1A的直导线处在该磁场中，则下列说法中正确的是（　　）

• A． 若直导线沿东偏北30°水平放置，则直导线受到的安培力最大
• B． 若直导线沿东偏南60°水平放置，则直导线不一定受到安培力作用
• C． 若直导线沿西偏北60°水平放置，则直导线受到的安培力为2.0×10^-4N
• D． 若直导线沿西偏南30°水平放置，则直导线受到的安培力不一定最小

Answer 1

分析 磁场强度是矢量，先根据矢量合成原则求出合场强的大小以及方向，当导线方向与磁场方向垂直时，安培力最大，根据F=BIL求解此时安培力，当导线方向与磁场方向平行时，安培力为零，最小，据此分析即可．

解答 解：磁场强度是矢量，则该区域的磁感应强度B=$\sqrt{{{B}_{1}}^{2}+{{B}_{2}}^{2}}=2×1{0}^{-4}T$，设磁场方向为东偏北θ角度，则$tanθ=\frac{{B}_{2}}{{B}_{1}}=\frac{\sqrt{3}}{3}$，则θ=30°，
A、若直导线沿东偏北30°水平放置，则导线方向与磁场方向平行，安培力为零，故A错误；
B、若直导线沿东偏南60°水平放置，则导线方向与磁场方向垂直，一定受到安培力作用，故B错误；
C、若直导线沿西偏北60°水平放置，则导线方向与磁场方向垂直，直导线受到的安培力为F=BIL=2×10^-4×1×1=2.0×10^-4N，故C正确；
D、若直导线沿西偏南30°水平放置，则导线方向与磁场方向平行，安培力为零，最小，故D错误；
故选：C

点评 本题是安培力的分析和计算问题，只有导线方向与磁场方向垂直时，安培力大小计算公式是F=BIL，难度适中．