题目
I-|||-I边长为a的正方形线圈中通有逆时针方向的电流I1,一无限长直导线通以电流I2,且直导线穿过正方形线圈的中轴(正方形线圈与直导线间彼此绝缘)。若直导线固定不动,则正方形线圈将( )A. 向上运动B. 绕I2转动C. 向左运动D. 向右运动
边长为a的正方形线圈中通有逆时针方向的电流I1,一无限长直导线通以电流I2,且直导线穿过正方形线圈的中轴(正方形线圈与直导线间彼此绝缘)。若直导线固定不动,则正方形线圈将( )- A. 向上运动
- B. 绕I2转动
- C. 向左运动
- D. 向右运动
题目解答
答案
C. 向左运动
解析
步骤 1:确定电流方向和相互作用
- 正方形线圈中通有逆时针方向的电流I_1,无限长直导线通以电流I_2。
- 根据右手定则,无限长直导线在正方形线圈所在平面内产生的磁场方向垂直于直导线,且在正方形线圈的左侧磁场方向向上,右侧磁场方向向下。
- 根据左手定则,正方形线圈的左侧边受到向上的安培力,右侧边受到向下的安培力。
步骤 2:分析安培力的合力
- 由于正方形线圈的上下两边与磁场方向平行,不受安培力作用。
- 左侧边受到向上的安培力,右侧边受到向下的安培力,这两个力大小相等,方向相反,但作用点不同,因此会产生一个合力矩,使正方形线圈绕直导线转动。
步骤 3:确定转动方向
- 根据左手定则,正方形线圈的左侧边受到向上的安培力,右侧边受到向下的安培力,因此正方形线圈将绕直导线逆时针方向转动,即向左运动。
- 正方形线圈中通有逆时针方向的电流I_1,无限长直导线通以电流I_2。
- 根据右手定则,无限长直导线在正方形线圈所在平面内产生的磁场方向垂直于直导线,且在正方形线圈的左侧磁场方向向上,右侧磁场方向向下。
- 根据左手定则,正方形线圈的左侧边受到向上的安培力,右侧边受到向下的安培力。
步骤 2:分析安培力的合力
- 由于正方形线圈的上下两边与磁场方向平行,不受安培力作用。
- 左侧边受到向上的安培力,右侧边受到向下的安培力,这两个力大小相等,方向相反,但作用点不同,因此会产生一个合力矩,使正方形线圈绕直导线转动。
步骤 3:确定转动方向
- 根据左手定则,正方形线圈的左侧边受到向上的安培力,右侧边受到向下的安培力,因此正方形线圈将绕直导线逆时针方向转动,即向左运动。