Question

6．如图所示，折成不同形状的四个导线框质量相等、匝数相同，高度相同，MN边长度相等，将它们用相同的细线悬挂在空中，四个导线框的下边处在同一水平线上，且四个线框的下半部分都处在与线框平面垂直的同一匀强磁场中，磁场的上边界水平（如图中虚线所示），四个导线框中都通有顺时针方向、电流强度相同的电流，均处于平衡状态．若使磁场缓慢变强，细线最不易拉断的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由左手定则判断出安培力的方向，由安培力公式F=BIL进行计算，注意式中的L应为等效长度，然后进行比较即可．

解答 解：导线框中都通有顺时针方向的电流，即从N指向M，由左手定则可知，安培力的方向向下；所以绳子的拉力等于线框的重力与受到安培力的和，四个导线框质量相等则重力相等，受到安培力大的线框对细线的拉力大．
设MN的长度为L，导线在各磁场内有效长度不同，故各通电导线受到安培力大小不同．
各线框在磁场中的有效长度：${L}_{A}=\overline{MN}=L$；${L}_{B}=\frac{\overline{MN}}{2}=\frac{1}{2}L$；${L}_{C}=\frac{\overline{MN}+上边长}{2}＞\frac{1}{2}L$；${L}_{D}=\frac{\overline{MN}+下边长}{2}＞\frac{1}{2}L$；可知B图中的有效长度最小．
由公式：F=BIL_有效，可知选项B正确受到的安培力最小．则B选项中，线框对细线的拉力最小，细线最不容易拉断．故B正确，ACD错误
故选：B

点评 本题考查安培力的计算，熟记公式，但要理解等效长度的意义．