如圖10-2-4（a）所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣的細(xì)線懸掛在條形磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心并與線圈平面垂直.當(dāng)線圈內(nèi)通以如下圖方向的電流后，判斷線圈將如何運(yùn)動(dòng).如圖10-2-4（b）所示，用絕緣絲線懸掛著的環(huán)形導(dǎo)體，位于與其所在平面垂直且向右的勻強(qiáng)磁場中，若環(huán)形導(dǎo)體通有如圖所示方向的電流I，試判斷環(huán)形導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況.

圖10-2-4

解析：圖10-2-4（a），電流元分析法：把線圈分為極短的圓弧，則其上的電流可視作直線電流如10-2-5圖所示，根據(jù)條形磁鐵產(chǎn)生的磁場的特點(diǎn)，可將每段直線電流所處的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度分解為平行于線圈平面的分量B1和垂直線圈平面的分量B2，其中平行分量B1使線圈受到垂直線圈向左的安培力，垂直分量B2使線圈受到平行線圈平面向外的安培力.將各部分圓弧所受的安培力合成，其中垂直線圈向左的安培力的合力水平向左，平行線圈平面向外的安培力的合力為零，所以線圈將向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)有擴(kuò)張的趨勢.

圖10-2-5

    圖10-2-4（b）中，受等效分析法的負(fù)遷移，往往有如下的錯(cuò)解：由于勻強(qiáng)磁場的磁感線與導(dǎo)體環(huán)面垂直向右，它等效于條形磁鐵N極正對環(huán)形導(dǎo)體圓面的左側(cè)，而通電環(huán)形導(dǎo)體即環(huán)形電流的磁場根據(jù)安培定則判定N極為左側(cè)，它將受到等效N極的排斥作用而開始向右加速運(yùn)動(dòng).錯(cuò)解原因：誤將勻強(qiáng)磁場等效于條形磁鐵的磁場.

    電流元分析法：可將環(huán)形導(dǎo)體等分為若干段，根據(jù)左手定則，每小段通電導(dǎo)體所受安培力均指向圓心，由對稱性可知，這些安培力均為成對的平衡力，即合力為零，故該環(huán)形導(dǎo)體將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài).

答案：向右且擴(kuò)張、靜止.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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如圖10-2-20所示的電路中，R1=4Ω，R2=10Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，a、b

為接線柱，電路兩端所加電壓為24V，當(dāng)a、b間接入一理想電流表時(shí)，

它的示數(shù)應(yīng)是多少？

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如圖10-1-4所示電路中，已知交流電源電壓u＝200sin 100πt(V)，電阻R＝100 Ω.則電流表和電壓表的示數(shù)分別為(　　)．

圖10-1-4

A．1.41 A,200 V  　　　    B．1.41 A,141 V

C．2 A,200 V  　　　        D．2 A,141 V

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如圖10-2-1所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，C為電容器，原線圈所加電壓u＝220sin (100πt) V．下列說法正確的是(　　)．

圖10-2-1

A．通過電阻R3的電流始終為零

B．副線圈兩端交變電壓的頻率為50 Hz

C．電阻R2的電功率為48.4 W

D．原副線圈鐵芯中磁通量變化率之比為10∶1

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如圖10-2-4所示，導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷與導(dǎo)線c、d相接．c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)體棒ab長為l(電阻不計(jì))，繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．如果滑動(dòng)變阻器的阻值為R時(shí)，通過電流表的電流為I，則(　　)．

圖10-2-4

A．滑動(dòng)變阻器上消耗的功率為P＝10I2R

B．變壓器原線圈兩端的電壓U1＝10IR

C．取ab在環(huán)的最低端時(shí)t＝0，則導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是i＝Isin ωt

D．ab沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F＝BIl

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