Question

如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直平面内，假定圆环不发生转动，当通电直导线中电流增大时，弹性环的面积S和橡皮绳的长度L将（ ）

A．S增大，L变长
B．S减小，L变短
C．S增大，L变短
D．S减小，L变长

Answer 1

【答案】分析：弹性的金属圆环处于长直导线电流所产生的磁场中，根据右手螺旋定则可判定圆环所处磁场的方向，且大小变化．再根据楞次定律可确定圆环内的感应电流方向，根据左手定则，判断出弹性的金属圆环受到安培力的方向，从而判断出结果正确与否．
解答：解：根据右手螺旋定则可知，直线电流下边磁场方向垂直纸面向里，由于电流增大，则弹性的金属圆环中的磁通量增大，导致产生感应电流，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流方向：逆时针方向．根据左手定则可知，弹性的金属圆环上边的所受的安培力竖直向下，弹性的金属圆环下边的所受的安培力竖直向上，由于下边离长直导线电流越远，磁场越弱，所以向下的安培力大于向上的安培力，从而导致橡皮绳的长度变长；
可将圆环等效成一段一段的导线，由左手定则可知，安培力指向圆心，导致弹性环面积减小．故D正确，A、B、C错误．
故选D．
点评：解决本题的关键会用右手螺旋定则（安培定则）判断电流周围磁场的方向，以及会用楞次定律来判定感应电流方向，左手定则判断安培力的方向．同时会运用等效思维．