姚曉莉
電流周圍存在磁場,磁場方向與電流的方向有關(guān);通電螺線管外部也存在磁場,磁場方向也與電流方向有關(guān).磁場方向和電流方向可以用安培定則(又稱右手螺旋定則)來判斷.
安培定則可分為安培定則1和安培定則2.
直線電流的方向跟它周圍產(chǎn)生的磁場方向之間的關(guān)系可以用安培定則1來判定:用右手握住直導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流方向一致,則彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
通電螺線管的電流方向跟它產(chǎn)生的磁場方向之間的關(guān)系,可以用安培定則2來判定:用右手握住螺線管,讓彎曲的四指指向螺線管中的電流方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極.
中考常從以下幾個方面考查安培定則:判斷小磁針的指向,判斷直導線或螺線管中電流的方向,以及判斷磁場方向.對某一個通電直導線或螺線管而言,直導線或螺線管中電流的方向、磁場方向及小磁針N極的指向是相互制約、彼此聯(lián)系的,知其一就能曉其他.用好、用活、用準安培定則,能解決許多電磁學的問題.
1. 已知電流的方向,判斷通電直導線周圍的磁場方向和小磁針N極的指向.
例1 根據(jù)圖1中給出的電流方向,標出導線周圍的磁場方向和小磁針的旋轉(zhuǎn)方向.
解析:通電直導線周圍的磁場方向可以用安培定則1進行判定:用右手握住直導線,讓大拇指向上指向電流方向,則四指彎曲的方向(逆時針方向)即為磁場方向.小磁針靜止時N極所指的方向與磁場方向一致,則小磁針的N極將沿逆時針方向旋轉(zhuǎn),如圖2所示.
2. 已知電流的方向,判斷通電螺線管的N極.
例2 (2007年上海市中考題)標出圖3中的通電螺線管的磁場方向和小磁針的N、S極.
解析:首先標出螺線管中電流的環(huán)繞方向.由圖3可知,電源的左端為正極,則在螺線管外側(cè),電流方向是向下的.根據(jù)安培定則2:用右手握螺線管,掌心向上,四指彎曲指向下,則大拇指指向螺線管的右側(cè),即螺線管的右側(cè)是N極,左側(cè)是S極.由于小磁針的N極指向跟磁場方向一致,故小磁針的左端為S極,右端為N極,如圖4所示.
3. 已知小磁針N極的指向,判斷通電螺線管的N極、磁場方向、電流方向及電源的正負極.
例3 (2007年煙臺市中考題)當給螺線管通電時,小磁針N極的指向如圖5所示.試在圖中標出螺線管的極性及電流方向.
解析:由小磁針N極的指向可以推斷出通電螺線管的左端為N極,右端為S極.根據(jù)安培定則2:右手大拇指指向左端N極,掌心向下握住螺線管,可以判斷出螺線管外側(cè)電流方向向上.所以電流是從導線的右端流入,從左端流出的,如圖6所示.
1. 如圖7所示,畫出開關(guān)閉合后通電螺線管和小磁針靜止時的N、S極.
2. 在圖8中,根據(jù)圖中通電螺線管的N、S極,標出電源的“+”極和“-”極.
參考答案略.
“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文”