4. 在图(a)中,通电线圈的 ab 边和 cd 边在磁场里受到
力
的作用,因两边中的电流方向相反,所以两个力方向
相反
,且
不在
(选填“在”或“不在”)同一条直线上,所以线圈就转动起来。当转到如图(b)所示的位置(线圈平面与磁感线垂直)时,这两个力
在
(选填“在”或“不在”)同一直线上,而且大小
相等
、方向相反,是一对
平衡
力。这个位置叫作平衡位置。

解析:
【分析】
首先回忆通电导体在磁场中的受力规律:通电导体在磁场中会受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向有关。然后分析ab和cd边:ab、cd边是通电导体,所以会受到力的作用;由于两边电流方向相反,磁场方向相同,所以受力方向相反;观察图(a),两个力的作用线不在同一直线上,所以线圈会转动;当转到图(b)的位置,线圈平面与磁感线垂直,此时两个力的作用线在同一直线上,大小相等、方向相反,符合二力平衡的条件,是一对平衡力。
【解析】
1. 根据通电导体在磁场中的受力特性,通电线圈的ab边和cd边作为通电导体,在磁场里受到力的作用。
2. 因为ab边和cd边中的电流方向相反,且所处磁场方向相同(磁场由N极指向S极),根据左手定则可知,两个力的方向相反。
3. 图(a)中,两个力的作用线不在同一条直线上,所以线圈会在这两个力的作用下转动起来。
4. 当转到图(b)所示的平衡位置(线圈平面与磁感线垂直)时,ab边和cd边受到的两个力在同一直线上,且两个力大小相等、方向相反,满足二力平衡的条件,是一对平衡力。
【答案】
力;相反;不在;在;相等;平衡
【知识点】
通电导体磁场受力、二力平衡条件、平衡位置定义
【点评】
本题考查通电线圈在磁场中的受力情况,核心是结合电流方向、磁场方向判断受力方向,同时理解平衡位置的受力特点,需要将磁场对电流的作用与二力平衡知识结合分析,是电磁学的基础考点。
【难度系数】
0.7