题目
一矩形回路中通有恒定电流I,则其平行的两边之间相互作用力是()A. 排斥力B. 没有力的作用C. 无法确定力的性质D. 吸引力
一矩形回路中通有恒定电流I,则其平行的两边之间相互作用力是()
A. 排斥力
B. 没有力的作用
C. 无法确定力的性质
D. 吸引力
题目解答
答案
A. 排斥力
解析
本题考查知识点为安培力的计算以及平行电流间的相互作用。解题思路是先根据安培定则判断出矩形回路平行两边电流产生的磁场方向,再利用左手定则判断其中一边在另一边磁场中所受安培力的方向,进而确定两边之间的相互作用力性质。
设矩形回路的两条平行边分别为 $a$ 和 $b$,电流均为 $I$,两平行边间距为 $d$。
- 判断 $b$ 边在 $a$ 边产生的磁场中所受安培力方向:
- 根据安培定则,对于通电直导线 $a$,在其右侧(即 $b$ 边所在位置)产生的磁场方向垂直纸面向里。
- 再根据左手定则,伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。对于 $b$ 边,电流方向向上,磁场方向垂直纸面向里,所以 $b$ 边所受安培力方向向左。
- 判断 $a$ 边在 $b$ 边产生的磁场中所受安培力方向:
- 同理,根据安培定则,通电直导线 $b$ 在其左侧(即 $a$ 边所在位置)产生的磁场方向垂直纸面向外。
- 再根据左手定则,对于 $a$ 边,电流方向向下,磁场方向垂直纸面向外,所以 $a$ 边所受安培力方向向右。
由此可知,两条平行边之间的相互作用力是排斥力。