張沫
安培定則作為判斷通電螺線管外部磁場方向的重要方法,在中考中經(jīng)常以作圖題和填空題形式出現(xiàn),下面舉例介紹其常見考點。
一、已知螺線管的導線繞法和電流方向,標出螺線管兩端的N、S極
例1 如圖1,在探究通電螺線管外部的磁場分布的實驗中,開關閉合后,下列說法正確的是( )。
A. 小磁針甲靜止時N極指向右端,小磁針乙靜止時N極指向左端
B. 小磁針甲靜止時N極指向左端,小磁針乙靜止時N極指向右端
C. 小磁針甲和小磁針乙靜止時N極均指向右端
D. 小磁針甲和小磁針乙靜止時N極均指向左端
解析:由電源的正負極可知,電流從螺線管的左后方流入,右前方流出,由安培定則可知,螺線管右端應為N極,左端為S極。因同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引,所以小磁針甲靜止時N極指向左端,S極指向右端;小磁針乙靜止時N極指向右端,S極指向左端,故B正確。故選B。
例2 如圖2是研究電磁鐵磁性的電路圖,則電磁鐵的S極為___________(選填“A”或“B”)端。當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電磁鐵的磁性變___________(選填“強”或“弱”)。
解析:(1)由圖可看出,電流從電磁鐵上端流入,依據(jù)安培定則,四指順著電流方向,大拇指應向下握住電磁鐵,所以A端為S極,B端為N極。
(2)滑動變阻器的滑片P向右移動時,連入電路的電阻變大,電路中的電流變小,電磁鐵的磁性減弱。
答案:A 弱
點評:安培定則中,大拇指指的方向即為通電螺線管外部磁場的N極。
二、已知螺線管的導線繞法和螺線管兩端的N、S極,判斷電流方向
例3 如圖3,通電螺線管附近的小磁針靜止時N極指向如圖所示,則電源A端為___________極。
解析:由圖知小磁針的磁極為:左N、右S,根據(jù)磁極間的相互作用,可知通電螺線管的磁極為:左N、右S。根據(jù)安培定則,用右手握住螺線管,大拇指指向螺線管的N極,其余四指環(huán)繞的方向為電流的方向,則電源的B端為正極,A端為負極。故答案為負。
例4 如圖4,閉合開關S后小磁針的狀態(tài)如圖所示(小磁針黑色一端表示N極),請在圖中括號內(nèi)標出通電螺線管的N極和電源的“+”極。
解析:小磁針靜止時N極指向左,根據(jù)異名磁極相互吸引、同名磁極相互排斥,可以確定通電螺線管的左端為S極,右端為N極;結合圖中的線圈繞向和通電螺線管的N極,利用安培定則可知線圈中的電流方向是從左端流入、右端流出,所以電源的左端為正極,右端為負極。
答案:如圖5所示
點評:先根據(jù)小磁針判斷螺線管的磁極,再根據(jù)安培定則判斷電流方向。
三、已知電流方向、螺線管兩端的N、S極,畫出螺線管的導線繞法
例5 閉合開關,螺線管右側(cè)的小磁針立即轉(zhuǎn)動,最后靜止時 N 極指向螺線管,如圖6所示,請畫出螺線管上的導線環(huán)繞圖示。
解析:根據(jù)同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,可以判斷螺線管的右端是 S極,左端是N極。用右手握住螺線管,大拇指指向N極,四指就是電流方向,可以判斷螺線管上導線的繞法。
答案:如圖7所示
點評:解題關鍵是靈活運用安培定則,做到手腦并用。