图1
A.线圈向左运动 B.线圈向右运动
C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动
解析 解法一 电流元法
首先将线圈分成很多小段,每一小段可看作一直线电流元,取其中上、下两小段分析,其截面图和受到的安培力情况如图所示.根据对称性可知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动.只有选项A正确.
解法二 等效法
将环形电流等效成小磁针,如图所示,根据异名磁极相吸引知,线圈将向左运动,选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流,根据结论"同学向电流相吸引,异向电流相排斥"也可判断出线圈向左运动,选A.
答 A
二、安培力作用下导体的平衡
1.分析安培力的方向应牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直.
2.一般是先把立体图改画成平面图,并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上,然后根据平衡条件列方程.
例2 如图2所示,光滑导轨与水平面成α角,导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长为L,质量为m,水平放在导轨上.当回路总电流为I1时,金属杆正好能静止.求:
图2
(1)这时B至少多大?B的方向如何?
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止?
解析 在解这类题时必须画出截面图,只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向,从而弄清各矢量方向间的关系.
(1)画出金属杆的截面图.由三角形法则得,只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小,B也最小.根据左手定则,这时B应垂直于导轨平面向上,大