Question

（6分）有一自由的矩形導(dǎo)體線圈，通以電流I′。將其移入通以恒定電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線的右側(cè)。其ab與cd邊跟長(zhǎng)直導(dǎo)體AB在同一平面內(nèi)且互相平行，如圖所示。試判斷將該線圈從靜止開(kāi)始釋放后的受力和運(yùn)動(dòng)情況。（不計(jì)重力）

Answer 1

解析：

利用左手定則判斷。先畫(huà)出直線電流的磁場(chǎng)在矩形線圈所在處的磁感線分布，由右手螺旋定則確定其磁感線的方向垂直紙面向里，如圖所示。線圈的四條邊所受安培力的方向由左手定則判定。其中F₁與F₃相互平衡，因ab邊所在處的磁場(chǎng)比cd邊所在處的強(qiáng)，故F₄＞F₂。由此可知矩形線圈abcd所受安培力的合力的方向向左，它將加速向左運(yùn)動(dòng)而與導(dǎo)體AB靠攏。

錯(cuò)解：

借助磁極的相互作用來(lái)判斷。由于長(zhǎng)直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在矩形線圈所在處的磁感線方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶�，它等效于條形磁鐵的N極正對(duì)矩形線圈向里。因?yàn)橥�電線圈相當(dāng)于環(huán)形電流，其磁極由右手螺旋定則判定為S極向外，它將受到等效N極的吸引，于是通電矩形線圈將垂直紙面向外加速。

錯(cuò)解原因：

錯(cuò)誤的根源就在于將直線電流的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁極磁場(chǎng)等效看待。我們知道直線電流磁場(chǎng)的磁感線是一簇以直導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，它并不存在N極和S極，可稱(chēng)為無(wú)極場(chǎng)，不能與條形磁鐵的有極場(chǎng)等效。