Question

11．音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机．如图是某音圈电机的原理图，它是一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等．某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I．
（1）求此时线圈所受安培力的大小和方向．
（2）若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．

Answer 1

分析 （1）由左手定则即可判断出安培力的方向，由F=BIL即可求出安培力的大小；
（2）由功率的公式：P=Fv即可求出安培力的功率；

解答 解：（1）由图可知，线圈的平面与磁场的方向垂直，由左手定则可得，线圈的里边与外边受到的安培力大小相等，方向相反，相互抵消；线圈右边电流的方向向外，根据左手定则可得，受到的安培力的方向水平向右．
由于线圈的平面与磁场的方向垂直，所以线圈所受安培力的大小：F=nBIL．
（2）线圈在安培力的作用下运动，根据功率的表达式可知：P=Fv=nBILv．
答：（1）线圈受到的安培力的大小为nIBL  方向：水平向右；
（2）安培力的功率为nIBLv．

点评 该题中线圈平面与磁场的方向垂直，根据安培力的公式F=BIL可以直接计算安培力的大小，要注意的是线圈有n匝，所以线圈受到的安培力在单根导线上的n倍．