Question

19．長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒a放置在光滑絕緣水平面上，無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)b與a平行放置，導(dǎo)體棒a與力傳感器項(xiàng)鏈，如圖所示（俯視圖），a、b中通有方向相同的恒定電流，其大小分別為I_a、I_b，此時(shí)傳感器顯示b對(duì)a的作用力為F．現(xiàn)加一個(gè)垂直水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₀，力傳感器顯示的作用力大小為2F，則下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 電流I_a在導(dǎo)線(xiàn)b處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為$\frac{F}{{I}_L}$，方向豎直向上
• B． 電流I_b在導(dǎo)體棒a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B_o，方向豎直向上
• C． 所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，大小為B₀=$\frac{F}{{I}_{a}L}$
• D． 導(dǎo)線(xiàn)b所受合力為零

Answer 1

分析 明確磁感線(xiàn)強(qiáng)度定義式B=$\frac{F}{IL}$的應(yīng)用，知道應(yīng)取較小的一段導(dǎo)線(xiàn)和較小的電流進(jìn)行分析才能求解磁感應(yīng)強(qiáng)度，故只能求出a處磁感應(yīng)強(qiáng)度，不能求出B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
對(duì)a導(dǎo)線(xiàn)根據(jù)力的合成規(guī)律進(jìn)行分析，從而求出勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，并根據(jù)F=BIL求出對(duì)應(yīng)在的磁感應(yīng)強(qiáng)度．

解答 解：A、因電流I_a在導(dǎo)線(xiàn)b處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小并不是處處相等的，其力大小為F，但并不是每點(diǎn)的力均為F，故無(wú)法求出磁感應(yīng)強(qiáng)度；故A錯(cuò)誤；
B、無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)b的電流I_b在導(dǎo)體棒a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，由右手螺旋定則可知方向垂直水平面向下，因加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，導(dǎo)體棒a所受安培力由F變?yōu)?F，說(shuō)明電流I_b在導(dǎo)體棒a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度完全一樣，大小為B₀，故B正確；
C、a受到的安培力為F，電流為I，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義可知B₀=$\frac{F}{{I}_{a}L}$，故C正確；
D、由牛頓第三定律知導(dǎo)體棒a對(duì)導(dǎo)線(xiàn)b的作用力也為F，但導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度無(wú)限長(zhǎng)，故外加磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)b的作用力無(wú)法計(jì)算，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查安培力的計(jì)算以及磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的計(jì)算，要注意明確在求解磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)應(yīng)取一段較小的導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行分析求解，同時(shí)還要注意明確無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)和短導(dǎo)線(xiàn)形成的磁場(chǎng)分布的不同之處．