均匀磁场中，通电直导体与磁力线成()角时导体受力最大

好的，我们来分析一下这道题。 ### 题目背景 在均匀磁场中，当一个通电直导体放置在磁场中时，导体会受到一个力的作用，这个力被称为安培力。安培力的大小和方向取决于导体中的电流、磁场的强度以及导体与磁场方向之间的夹角。 ### 安培力公式 安培力的大小可以用以下公式表示： \[ F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin(\theta) \] 其中： - \( F \) 是安培力的大小 - \( B \) 是磁场的磁感应强度 - \( I \) 是导体中的电流 - \( L \) 是导体的长度 - \( \theta \) 是导体与磁力线之间的夹角 ### 选项分析 - **A. 0°**：当导体与磁力线平行（即夹角为0°）时，\(\sin(0°) = 0\)，因此安培力 \( F = 0 \)。导体不受力。 - **B. 180°**：当导体与磁力线反向平行（即夹角为180°）时，\(\sin(180°) = 0\)，因此安培力 \( F = 0 \)。导体同样不受力。 - **C. 90°**：当导体与磁力线垂直（即夹角为90°）时，\(\sin(90°) = 1\)，因此安培力 \( F = B \cdot I \cdot L \)。这是安培力的最大值。 - **D. 45°**：当导体与磁力线成45°角时，\(\sin(45°) = \frac{\sqrt{2}}{2}\)，因此安培力 \( F = B \cdot I \cdot L \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \)。虽然有力，但不是最大值。 ### 为什么选C 从上述分析可以看出，当导体与磁力线垂直（即夹角为90°）时，安培力达到最大值。因此，正确答案是 **C. 90°**。 ### 示例 假设有一个通电直导体，长度为1米，电流为1安培，放在磁感应强度为1特斯拉的均匀磁场中： - 当导体与磁力线平行（0°或180°）时，安培力 \( F = 1 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0 = 0 \) 牛顿。 - 当导体与磁力线垂直（90°）时，安培力 \( F = 1 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 1 = 1 \) 牛顿。 - 当导体与磁力线成45°角时，安培力 \( F = 1 \cdot 1 \cdot 1 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0.707 \) 牛顿。 希望这个解释对你有所帮助！