王一凡
【摘 要】根據(jù)判斷通電導(dǎo)體間的轉(zhuǎn)動方向的常理,我們可以推導(dǎo)得出:相互平衡的兩通電導(dǎo)體,電流方向相同時相互吸引,電流方向相反時互相推斥;如果兩導(dǎo)體不是相互平行,必將通過轉(zhuǎn)動最小的角度來達到相互平行,且相互吸引。直接運用此推導(dǎo)出的結(jié)論判斷通電導(dǎo)體的轉(zhuǎn)動方向,省去了運用右手定則和左手定則這兩個環(huán)節(jié),使程序得以簡化,大大加快了判斷速度且能夠有效地保證正確性。
【關(guān)鍵詞】通電導(dǎo)體;轉(zhuǎn)動方向;捷徑
判斷通電導(dǎo)體間的轉(zhuǎn)動方向,需要由右手定則確定某一電流產(chǎn)生的磁場方向,然后由左手定則判定另一電流所受安培力的方向,從而判定導(dǎo)體的轉(zhuǎn)動方向。
由上面的判定方法,我們可以得到如下的結(jié)論:
相互平衡的兩通電導(dǎo)體, 電流方向相同時相互吸引,電流方向相反時互相推斥;如果兩導(dǎo)體不是相互平行,必將通過轉(zhuǎn)動最小的角度來達到相互平行,且相互吸引。
對于通電導(dǎo)體間的相互轉(zhuǎn)動問題,我們可以直接運用上述結(jié)論進行分析判斷。下面就讓我們運用它來解決幾個實際問題予以驗證。
例1.如圖1所示,原來靜止的的圓形線圈通逆時針方向的電流I,在其直徑AB上靠近A點處,放置一根垂直于線圈平面的固定不動的長直導(dǎo)線,通圖示方向的電流I′,在電流I′的磁場作用下,線圈將:
A.向左平動
B.向右平動
C.靜止不動
D.以直徑AB為軸轉(zhuǎn)動
分析:在線圈上離直線電流I′最近處取一小段導(dǎo)體ab(因為這一小段導(dǎo)體起決定性作用),在這段導(dǎo)體上,電流由a向b,根據(jù)我們上面推導(dǎo)出的結(jié)論可知,它將轉(zhuǎn)動到跟電流I′同方向,所以由左向右看,線圈將以AB為軸逆時針轉(zhuǎn)動,可見答案D是正確答案。
例2.如圖2所示,一個可以自由運動的線圈L1,和一個固定線圈L2相互絕緣,垂直放置且圓心重合,當(dāng)分別通圖示方向的電流時,從左向右看,線圈L1將:
A.靜止不動
B.向紙外平動
C.順時針轉(zhuǎn)動
D.逆時針轉(zhuǎn)動
分析:同樣根據(jù)上述結(jié)論我們可知,線圈L1有轉(zhuǎn)動到跟線圈L2的電流同方向平行的趨勢,所以從左向右看,線圈L1將順時針轉(zhuǎn)動,直到與線圈L2的電流同向平行,故C為正確答案。
例3.如圖3所示,固定的長直導(dǎo)線內(nèi),電流垂直于紙面向里,在其附近有一如圖所示的線圈,線圈平面與直導(dǎo)線垂直,當(dāng)線圈通電時,從左向右看逆時針方向轉(zhuǎn)動,則線圈中的電流方向為abcda還是adcba?
分析:由上述結(jié)論可知,線圈轉(zhuǎn)動后,cd段的電流垂直于紙面向里,跟直導(dǎo)線內(nèi)的電流同方向,所以,線圈中的電流方向為abcda。
例4.如圖4所示,在固定的通電螺線管正上方有直導(dǎo)線ab,當(dāng)導(dǎo)線中通由b向a的電流時,從上向下看,導(dǎo)線ab順時針轉(zhuǎn)動,那么,螺線管中的電流是從哪一端流入的?
同理我們可以迅速地分析得知,螺線管中的電流是由d端流入的。
僅以上4例即可看出,當(dāng)我們直接用前面推導(dǎo)出的結(jié)論判斷通電導(dǎo)體的轉(zhuǎn)動方向時,省去了運用右手定則和左手定則這兩個環(huán)節(jié),使程序得以簡化,大大加快了判斷速度且能夠有效地保證正確性。
由此可見,這種方法不失為判斷通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)動方向的一條捷徑。
【參考文獻】
[1]張大昌.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理,人民教育出版社,2010.4
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