Question

如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有100匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为5.0×10^-3kg的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平．在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，上端为S极，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5T，方向与竖直线成30°角，g取10m/s²．要使三条细线上的张力为零，关于线圈中通过的电流，正确的有（　　）

• A、电流大小至少为0.2 A
• B、电流大小至少为20 A
• C、电流方向为逆时针（俯视）
• D、电流方向为顺时针（俯视）

Answer 1

分析：把磁场磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，磁场竖直分量对电流的安培力为零，由左手定则可知，磁场水平分量对电流的安培力竖直向上；由安培力公式求出安培力，然后求出电流．

解答：解：设圆环的半径为r，则圆环的质量：m_环=100×2πr×5×10^-3kg，
磁场的水平分量为Bsin30°，环受到的安培力为：F=100×Bsin30°×I×2πr，
由于环所受向上的安培力等于环的重力，则：
100×2πr×5×10^-3×10=100×Bsin30°×I×2πr，
解得：I=0.2A；
当安培力的合力与重力相平衡时，细线上的张力才为零，
磁场斜向下，安培力竖直向上，根据左手定则可知，电流方向逆时针（俯视），故AC正确，BD错误；
故选：AC．

点评：对环进行受力分析，求出环所受到的安培力是正确解题的关键，注意当安培力与重力相平衡时，则细线上的张力为零是解题的突破口．