稿件来源:高途
| 电流间的相互作用题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第三章 磁场
3.4 通电导线在磁场中受到的力
电流间的相互作用
如图所示,由金属丝制作而成的轻弹簧上端焊接在天花板上,下端悬挂质量为$m$的绝缘小物块,系统处于静止状态,此时弹簧伸长了$x_{1}$;给轻弹簧通电后,系统再次平衡,弹簧依然处于拉伸状态,其形变量为$x_{2}$。弹簧的形变始终在弹性限度内,已知重力加速度为$g$,下列说法正确的是$(\qquad)$
轻弹簧的劲度系数为$\\dfrac{mg}{x_{2}}$
","两次形变量关系是$x_{1}\\gt x_{2}$
","通电后磁场力大小为$\\dfrac{x_{1}-x_{2}}{x_{1}}mg$
","若弹簧中电流继续变大,平衡时弹簧的形变量一定变小
"]$\rm A$.未通电时,根据受力平衡可得$kx_{1}=mg$
弹簧的劲度系数为$k=\dfrac{mg}{x_{1}}$
故$\rm A$错误;
$\rm B$.通电后,弹簧每圈金属环电流方向相同,相邻金属环之间相互吸引而收缩,所以形变量减小,即$x_{1}\gt x_{2}$
故$\rm B$正确;
$\rm C$.通电后,设磁场力大小为$F$,根据平衡原理可得$F+kx_{2}=mg$
而$kx_{1}=mg$
联合解得$F=\dfrac{x_{1}-x_{2}}{x_{1}}mg$
故$\rm C$正确;
$\rm D$.由题意可知,给弹簧通电后系统再平衡,此时弹簧依然处于拉伸状态,电流变大后,磁场力变大,若再次平衡时弹簧仍处于拉伸状态或原长,则弹簧的形变量变小,若再平衡时弹簧处于压缩状态,则弹簧的形变量可能变小、可能变大也可能大小不变,故$\rm D$错误。
故选:$\rm BC$。
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