EJU 2023 年第 1 回 物理 第 17 题

考点
电流产生的磁场、电流在磁场中受的力
领域
电磁学
难度
中等
标准答案
①

解析摘要

标准解析

先求外部磁场,再判导线受力

A 的电流指向纸面外,磁场绕 A 逆时针分布。B 位于 A 右侧,所以 A 在 B 处产生向上的磁场。C 的电流指向纸面内,磁场绕 C 顺时针分布;B 位于 C 左侧,C 在 B 处产生的磁场同样向上。因此两磁场相加,合磁场 H⃗\vec H 指向 (a)。

B 的电流也指向纸面外。在向上磁场中,安培力方向由 F⃗=Iℓ⃗×B⃗\vec F=I\vec\ell\times\vec B 判断。取向右、向上、出纸面分别为 x,y,zx,y,z 正方向,则 z^×y^=−x^\hat z\times\hat y=-\hat x,故 B 受力向左,对应 (b)。

也可直接用平行电流之间的相互作用检查:A、B 电流同向,相互吸引,A 把 B 拉向左;B、C 电流反向,相互排斥,C 把 B 推向左。两份力均向左,无论两电流大小如何,都不会相互抵消。

最终配对为“磁场向上,力向左”。磁场方向与力方向不同;不能把导线受到的力直接画成沿磁场方向。

题目给的2安、3安、4安并不需要全部代入计算。A和C在B处的磁场已经同向,所以大小只决定合场强弱;B的3安只决定安培力大小,不决定向左还是向右。方向题应先看几何和电流符号,确认两项同向后即可停止,不必为数字齐全而计算题目没有要求的场强或力。

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