题目内容

19.长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上,无限长直导线b与a平行放置,导体棒a与力传感器项链,如图所示(俯视图),a、b中通有方向相同的恒定电流,其大小分别为Ia、Ib,此时传感器显示b对a的作用力为F.现加一个垂直水平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,力传感器显示的作用力大小为2F,则下列说法正确的是(  )
A.电流Ia在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为$\frac{F}{{I}_{b}L}$,方向竖直向上
B.电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度大小为Bo,方向竖直向上
C.所加匀强磁场的磁感应强度方向竖直向下,大小为B0=$\frac{F}{{I}_{a}L}$
D.导线b所受合力为零

分析 明确磁感线强度定义式B=$\frac{F}{IL}$的应用,知道应取较小的一段导线和较小的电流进行分析才能求解磁感应强度,故只能求出a处磁感应强度,不能求出B处的磁感应强度;
对a导线根据力的合成规律进行分析,从而求出匀强磁场的磁感应强度大小,并根据F=BIL求出对应在的磁感应强度.

解答 解:A、因电流Ia在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小并不是处处相等的,其力大小为F,但并不是每点的力均为F,故无法求出磁感应强度;故A错误;
B、无限长直导线b的电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度大小处处相等,由右手螺旋定则可知方向垂直水平面向下,因加上匀强磁场后,导体棒a所受安培力由F变为2F,说明电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度与所加匀强磁场的磁感应强度完全一样,大小为B0,故B正确;
C、a受到的安培力为F,电流为I,长度为L,则由磁感应强度的定义可知B0=$\frac{F}{{I}_{a}L}$,故C正确;
D、由牛顿第三定律知导体棒a对导线b的作用力也为F,但导线长度无限长,故外加磁场对导线b的作用力无法计算,故D错误.
故选:BC.

点评 本题考查安培力的计算以及磁感应强度定义式的计算,要注意明确在求解磁感应强度时应取一段较小的导线进行分析求解,同时还要注意明确无限长导线和短导线形成的磁场分布的不同之处.

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