问题
选择题
如图所示,用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架,ab、cd边均与ad边成60°角,ab=bc=cd=L,长度为L的电阻丝电阻为r,框架与一电动势为E,内阻为r的电源相连接,垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场,则框架受到的安培力的合力大小为( )
A.0
B.5BEL 11r
C.10BEL 11r
D.BEL r
答案
根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向,如图
电路abcd上的电阻为3r,由几何关系得,ad段的长度为2L,所以ad上的电阻为2r,并联部分的总电阻为:R并=
=1.2r3r•2r 3r+2r
电路中的总电流:I=
=E R并+r E 2.2r
路端电压:U=I•R并=
•1.2r=E 2.2r 6E 11
abcd上的电流:I1=
=U 3r 2E 11r
abcd上各段的安培力:F1=F2=F3=BI1L=2BEL 11R
ad上的安培力:F4=BI2•2L=B2L
=U 2r 6BEL 11r
各段受到的力中,F1 和F3在左右方向的分量大小相等,方向相反,相互抵消,所以线框受到的合外力:F=F1cos60°+F2+F3cos60°+F4=10BEL 11r
所以四个选项中C正确.
故选:C