Question

14．如圖所示，無(wú)限長(zhǎng)水平直導(dǎo)線中通有向右的恒定電流I，導(dǎo)線正下方固定一正方形線框，線框中也通有沿順時(shí)針?lè)较虻暮愣�電流I，線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框上邊與直導(dǎo)線平行，且到直導(dǎo)線的距離也為L(zhǎng)，已知在長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)中距長(zhǎng)直導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k$\frac{1}{r}$，線框的質(zhì)量為m，則釋放線框的一瞬間，線框的加速度可能為（　�。�

• A． 0
• B． $\frac{k{I}^{2}}{m}$-g
• C． $\frac{k{I}^{2}}{2m}$-g
• D． g-$\frac{k{I}^{2}}{m}$

Answer 1

分析 根據(jù)通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小分別求得線框上下導(dǎo)線受到的安培力，根據(jù)牛頓第二定律求得加速度

解答 解：線框上邊受到的安培力的大小為${F}_{1}=k\frac{I}{L}•IL=k{I}^{2}$，方向向上，線框下邊受到的安培力大小${F}_{2}=\frac{kI}{2L}•IL=\frac{1}{2}k{I}^{2}$，方向向下，
A、若F₁=F₂+mg，則加速度為零，故A正確
B、若F₁＞F₂+mg，則加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律可得$a=\frac{{F}_{1}-{F}_{2}-mg}{m}=\frac{k{I}^{2}}{2m}-g$，故B錯(cuò)誤，C正確；
D、若F₁＜F₂+mg，則加速度向下，根據(jù)牛頓第二定律可得a=$\frac{{F}_{2}+mg-{F}_{1}}{m}=g-\frac{k{I}^{2}}{2m}$，故D錯(cuò)誤
故選：AC

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了安培力作用下的牛頓第二定律，關(guān)鍵是找到上下導(dǎo)線受到的安培力大小