一个半径为R的均匀导电金属圆环放置在粗糙的水平绝缘桌面上,现加上一方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,如图所示(俯视图)。将金属圆环接入电路中,干路电流为I,接入点a、b是圆环直径上的两个端点。金属圆环始终处于静止状态,则 ( )
A.当电流为I时,金属圆环上半部分受到的安培力大小为πBIR
B.当电流为I时,金属圆环受到的安培力大小为BIR
C.增大干路电流,金属圆环对桌面的压力增大
D.增大干路电流,金属圆环对桌面的摩擦力增大
【解析】选D。 acb段与adb段圆弧的电流方向均向右,由电路知识知,其电流大小为I,acb段圆弧所受的安培力为:F=B·I·L,L是指导线首尾相连的直线的长度,故acb段受的安培力为:F=B·I·2R=BIR,由左手定则知方向向下;同理可得adb段圆弧受的安培力大小为BIR,方向向下,金属圆环受到的安培力为两段圆弧的合力,故金属圆环受到的安培力为2BIR,故A、B错误。增大干路电流,安培力增大,和安培力平衡的摩擦力增大,在竖直方向上重力和支持力仍然平衡,所以圆环对桌面压力不变,故C错误,D正确。