图4
A.顺时针转动,同时靠近直导线AB
B.顺时针转动,同时离开直导线AB
C.逆时针转动,同时靠近直导线AB
D.不动
答案 C
解析 由安培定则判断出AB导线右侧的磁场向里,因此环形电流内侧受力向下、外侧受力向上,从左向右看应逆时针方向转动,当转到与AB共面时,AB与环左侧吸引,与环右侧排斥,由于左侧离AB较近,则引力大于斥力,所以环靠近导线AB,故选项C正确.
二、安培力作用下导体的平衡
1.解题步骤
(1)明确研究对象;
(2)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;
(3)正确受力分析(包括安培力),然后根据平衡条件:F合=0列方程求解.
2.分析求解安培力时需要注意的问题
(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向,再根据左手定则判断安培力方向;
(2)安培力大小与导体放置的角度有关,但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况,其中L为导体垂直于磁场方向的长度,为有效长度.
例2 如图5所示,用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )
图5
A.tan θ,竖直向上 B.tan θ,竖直向下
C.sin θ,平行于悬线向下 D.sin θ,平行于悬线向上
答案 D
解析 要求所加磁场的磁感应强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向不变,由画出的力的三角形可知,安培力的最小值为Fmin=mgsin θ,即IlBmin=mgsin θ,得Bmin=sin θ,方向应平行于悬线向上.故选D.