Question

如圖所示，用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有100匝，線圈由粗細(xì)均勻、單位長度的質(zhì)量為5.0×10^-3kg的導(dǎo)線繞制而成，三條細(xì)線呈對稱分布，穩(wěn)定時線圈平面水平．在線圈正下方放有一個圓柱形條形磁鐵，上端為S極，磁鐵的中軸線OO′垂直于線圈平面且通過其圓心O，測得線圈的導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T，方向與豎直線成30°角，g取10m/s²．要使三條細(xì)線上的張力為零，關(guān)于線圈中通過的電流，正確的有（　�。�

• A、電流大小至少為0.2 A
• B、電流大小至少為20 A
• C、電流方向為逆時針（俯視）
• D、電流方向為順時針（俯視）

Answer 1

分析：把磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度分解為水平分量與豎直分量，磁場豎直分量對電流的安培力為零，由左手定則可知，磁場水平分量對電流的安培力豎直向上；由安培力公式求出安培力，然后求出電流．

解答：解：設(shè)圓環(huán)的半徑為r，則圓環(huán)的質(zhì)量：m_環(huán)=100×2πr×5×10^-3kg，
磁場的水平分量為Bsin30°，環(huán)受到的安培力為：F=100×Bsin30°×I×2πr，
由于環(huán)所受向上的安培力等于環(huán)的重力，則：
100×2πr×5×10^-3×10=100×Bsin30°×I×2πr，
解得：I=0.2A；
當(dāng)安培力的合力與重力相平衡時，細(xì)線上的張力才為零，
磁場斜向下，安培力豎直向上，根據(jù)左手定則可知，電流方向逆時針（俯視），故AC正確，BD錯誤；
故選：AC．

點(diǎn)評：對環(huán)進(jìn)行受力分析，求出環(huán)所受到的安培力是正確解題的關(guān)鍵，注意當(dāng)安培力與重力相平衡時，則細(xì)線上的張力為零是解題的突破口．