单选题
在均匀磁场中,通电线圈的平面与磁力线平行时,线圈受到的转矩( )。
A
最大
B
最小
C
为零
D
为负
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题目考察的是通电线圈在磁场中受到的转矩情况,特别是当线圈平面与磁力线平行时的转矩大小。
首先,我们需要理解通电线圈在磁场中为什么会受到转矩。这主要是因为线圈中的电流会产生磁场,而这个磁场与外部的磁场相互作用,从而产生转矩。转矩的大小和方向取决于线圈的电流方向、线圈的几何形状以及外部磁场的强度和方向。
现在,我们来看题目中的关键条件:通电线圈的平面与磁力线平行。
当线圈平面与磁力线平行时,线圈的磁矩(可以简单理解为线圈磁场的方向和强度)与外部磁场的方向是垂直的(或者说,线圈的磁矩在外部磁场中的投影最大)。这种垂直关系使得线圈受到的转矩达到最大,因为此时线圈磁场与外部磁场的相互作用最为强烈。
接下来,我们逐一分析选项:
A. 最大:如上所述,当线圈平面与磁力线平行时,线圈受到的转矩最大。因此,这个选项是正确的。
B. 最小:这个选项与我们的分析相悖,因为此时转矩并不是最小的。
C. 为零:这个选项也是错误的。只有当线圈平面与外部磁场方向完全重合或完全垂直且电流方向特定时,转矩才可能为零(但这种情况与题目条件不符)。
D. 为负:转矩是一个矢量,有大小和方向。但在本题中,我们主要关注的是转矩的大小,而不是其正负。此外,转矩的正负取决于我们如何定义转矩的方向,而题目中并没有给出这样的定义。因此,这个选项也是错误的。
综上所述,正确答案是A:最大。
首先,我们需要理解通电线圈在磁场中为什么会受到转矩。这主要是因为线圈中的电流会产生磁场,而这个磁场与外部的磁场相互作用,从而产生转矩。转矩的大小和方向取决于线圈的电流方向、线圈的几何形状以及外部磁场的强度和方向。
现在,我们来看题目中的关键条件:通电线圈的平面与磁力线平行。
当线圈平面与磁力线平行时,线圈的磁矩(可以简单理解为线圈磁场的方向和强度)与外部磁场的方向是垂直的(或者说,线圈的磁矩在外部磁场中的投影最大)。这种垂直关系使得线圈受到的转矩达到最大,因为此时线圈磁场与外部磁场的相互作用最为强烈。
接下来,我们逐一分析选项:
A. 最大:如上所述,当线圈平面与磁力线平行时,线圈受到的转矩最大。因此,这个选项是正确的。
B. 最小:这个选项与我们的分析相悖,因为此时转矩并不是最小的。
C. 为零:这个选项也是错误的。只有当线圈平面与外部磁场方向完全重合或完全垂直且电流方向特定时,转矩才可能为零(但这种情况与题目条件不符)。
D. 为负:转矩是一个矢量,有大小和方向。但在本题中,我们主要关注的是转矩的大小,而不是其正负。此外,转矩的正负取决于我们如何定义转矩的方向,而题目中并没有给出这样的定义。因此,这个选项也是错误的。
综上所述,正确答案是A:最大。
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