Question

【题目】载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝kI/r， 式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0。

（1）分别指出强度为I1、I2的电流的方向；

（2）求MN分别通以强度为I1、I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；

（3）当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3。

Answer 1

【答案】（1）I1方向向左，I2方向向右 （2）F1:F2＝I1:I2 （3）

【解析】试题分析：（1）当MN通以强度为的电流时，两细线内的张力均减小为，知此时线框所受安培力合力方向竖直向上，则ab边所受的安培力的向上，cd边所受安培力方向向下，知磁场方向垂直纸面向里，则方向向左．当MN内电流强度变为时，两细线内的张力均大于．知此时线框所受安培力合力方向竖直向下，则ab边所受的安培力的向下，cd边所受安培力方向向上，知磁场方向垂直纸面向外，则方向向右．

（2）当MN中通以电流I时，线圈所受安培力大小为， ，所以，

（3），

若加速度向下： 根据第（2）问结论：

（方向向右）

若加速度向上： 根据第（2）问结论： ，

（方向向左）