题目
一平面载流线圈置于均匀磁场中,下列说法正确的是:?A. 任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力和力矩一定为零.B. 只有圆形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零.C. 任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力一定为零,但力矩不一定为零.D. 只有正方形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零.
一平面载流线圈置于均匀磁场中,下列说法正确的是:?
A. 任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力和力矩一定为零.
B. 只有圆形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零.
C. 任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力一定为零,但力矩不一定为零.
D. 只有正方形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零.
题目解答
答案
C. 任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力一定为零,但力矩不一定为零.
解析
考查要点:本题主要考查平面载流线圈在均匀磁场中的受力和受力矩情况,涉及安培力的对称性分析及力矩的计算。
解题核心思路:
- 均匀磁场的特性:磁感应强度大小和方向处处相同,导致载流线圈各边所受安培力的矢量和为零(合力为零)。
- 力矩的来源:虽然合力为零,但各边的安培力对线圈中心的力矩可能不完全抵消,因此力矩不一定为零。
- 形状无关性:无论线圈形状如何,只要处于同一均匀磁场中,上述结论均成立。
破题关键点:
- 明确合力为零的普遍性(与形状无关)。
- 理解力矩是否为零取决于线圈取向和形状,但题目未限定特定方向,因此需保留可能性。
选项分析
选项A:
“任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力和力矩一定为零。”
- 错误。合力为零是普遍结论,但力矩不一定为零(例如线圈未处于稳定平衡状态时)。
选项B:
“只有圆形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零。”
- 错误。合力为零与形状无关,所有平面载流线圈在均匀磁场中合力均为零。
选项C:
“任意形状的平面载流线圈,外磁场的合力一定为零,但力矩不一定为零。”
- 正确。均匀磁场中,各边安培力矢量和为零(合力为零),但力矩可能不为零(如线圈未对称取向)。
选项D:
“只有正方形的平面载流线圈,外磁场的合力才为零。”
- 错误。同选项B,错误限定了特定形状。