解析 匀强磁场应该是一系列平行的磁感线,方向相同,该磁场明显不是匀强磁场,故A错误;线圈与磁感线平行,故磁通量为零,故B错误;a导线电流方向垂直纸面向外,磁场方向向右,根据左手定则,安培力方向向上,故C错误;导线b始终与磁感线垂直,故受到的安培力大小一直为ILB,故D正确.
磁电式电表内的磁场均匀辐向分布,通电线圈不管转动什么角度,线圈的平面都跟磁感线平行,线圈受到的安培力都垂直于线圈平面.
例2 如图4所示,在一直流电动机的气隙中(磁极和电枢之间的区域),磁感应强度为0.8T.假设在匀强磁场中垂直放有400匝电枢导线,电流为10A,导线的有效长度为0.15m,
图4
求:(1)电枢导线ab边所受的安培力的大小;
(2)线圈转动的方向.
答案 (1)480N (2)从外向里看为顺时针方向
解析 (1)根据安培力公式,电枢导线ab边所受的安培力的大小为F安=NBLI=400×0.8×0.15×10N=480N.
(2)在题图位置,由左手定则知ab边受安培力方向向上,dc边受安培力方向向下.
则从外向里看,线圈顺时针方向转动.
二、安培力作用下导体运动方向的判断
判断安培力作用下导体的运动方向或运动趋势方向,常有以下几种方法:
(1)电流元法
即把整段电流等效为多段直线电流元,运用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力的方向.
(2)特殊位置法
把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向,从而确定其运动方向.
(3)等效法
环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁.条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析.
(4)利用结论法
①两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;
②两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.