Question

載流長直導線周圍磁場的磁感應強度大小與直導線中電流成正比，與距導線的距離成反比。矩形線圈abcd通以逆時針方向的恒定電流，用兩根輕質絕緣細線掛在水平長直導線MN正下方，如圖所示。開始時MN內不通電流，此時兩細線內的張力均為，當MN中通過的電流為時，兩細線內的張力均減小為，重力加速度為，下列判斷正確的有：（    ）

A．MN中通過的電流方向水平向左

B．當MN內電流變為時，兩細線內的張力均為零

C．當MN內的電流變為時，線圈的瞬時加速度大小為g，方向豎直向上

D．剪斷細線后，矩形線圈下落的加速度越來越小

Answer 1

AB

試題分析：當MN通以強度為的電流時，兩細線內的張力均減小為，知此時線框所受安培力合力方向豎直向上，則ab邊所受的安培力的向上，cd邊所受安培力方向向下，知直導線在abcd處的磁場方向垂直紙面向外，則方向向左，選項A正確．設abcd通入電流大小為i，所處的磁感應強度為（式中常量k＞0，I為MN中的電流，r為距MN導線的距離），ab距MN為，cd距MN為。MN中不通電時，有：；通電流I后，abcd所受安培力，；通電流時，，且，聯立解得，即，故選項B正確。只有當通電時，，由牛頓第二定律，解得：，方向豎直向上，故選項C錯誤。剪斷細線后，線框受重力和安培力向下加速，但線框離MN越來越遠，安培力減小，故合外力增大，加速度越來越大，；故選項D錯誤。