题目
一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成,共绕有 200 匝,每边长为 250mm ,放在 B = 6 T 的均匀外磁场中,当导线中通有 I = 6 A 的电流时,则线圈磁矩大小 _ ,作用在线圈上的磁力矩的最大值为 _ .A. 18;72B. 36;144C. 55;420D. 75;450
一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成,共绕有 200 匝,每边长为 250mm ,放在 B = 6 T 的均匀外磁场中,当导线中通有 I = 6 A 的电流时,则线圈磁矩大小 _ ,作用在线圈上的磁力矩的最大值为 _ .
A. 18;72
B. 36;144
C. 55;420
D. 75;450
题目解答
答案
D. 75;450
解析
本题考查知识点为线圈磁矩、磁力矩的计算,解题思路如下:
- 首先根据线圈匝数、边长以及电流,计算线圈磁矩。
- 然后根据磁矩和磁场,计算作用在线圈上的磁力矩的最大值。
下面进行详细的计算:
- 计算线圈磁矩:
- 已知线圈匝数$N = 200$,每边长$a = 250mm = 0.25m$,电流$I = 6A$,磁场$B = 6T$。
- 根据磁矩公式$m = NISB$,其中$S = a^2$,可得$m = NISB = N\times I\times a^2\times B = 200\times 6\times 0.25^2\times 6 = 75A\cdot m^2$。
- 接着计算作用在线圈上的磁力矩的最大值:
- 根据磁力矩公式$M = mB\sin\theta$,当$\sin\theta = 1$时,磁力矩取得最大值,即$M_{max} = mB = 75\times 6 = 450N\cdot m$。