Question

（1）有一通電螺線管，電流方向如圖a所示，請(qǐng)分別畫出經(jīng)過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)的兩條磁感線．
（2）畫出圖b中物體重力的示意圖，并畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小動(dòng)力F的示意圖及動(dòng)力臂．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)圖示的線圈繞向和電流方向利用安培定則可以確定螺線管的NS極，根據(jù)磁感線的特點(diǎn)，從而可以確定磁感線的方向．
（2）在阻力和阻力臂一定的前提下，利用杠桿的平衡條件可知，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，因此在杠桿上找出最大的動(dòng)力臂，是解決此題的關(guān)鍵．
解答：解：（1）電流的方向是從螺線管的左端流入，右端流出，線圈繞向如圖所示，利用安培定則可以確定，螺線管的右端為N極，左端為S極．
磁感線在磁體的外部從N極流出回到S極，由此可以確定A點(diǎn)磁感線的方向向左，B點(diǎn)磁感線的方向指向遠(yuǎn)離螺線管N極的方向．答案如下圖a所示：

（2）根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁=可知在阻力和阻力臂不變的情況下，要使動(dòng)力最小，就要使動(dòng)力臂L₁最大，即在杠桿上找一點(diǎn)，使其到支點(diǎn)的距離最長(zhǎng)，這個(gè)距離即為動(dòng)力臂．由圖可知，在杠桿上A點(diǎn)到支點(diǎn)O的距離最大，過(guò)A沿斜向上的方向做OA的垂線即為最小的動(dòng)力F₁．答案如下圖b所示：

點(diǎn)評(píng)：安培定則中共涉及三個(gè)方向：電流方向、線圈繞向、磁場(chǎng)方向，告訴其中的兩個(gè)可以確定第三個(gè)．此題中就是告訴了其中的電流方向和線圈繞向來(lái)確定螺線管的磁場(chǎng)方向．
畫最小的動(dòng)力，實(shí)際上是確定最大的動(dòng)力臂，這是利用杠桿的平衡條件來(lái)求極值的一種作圖題．