Question

（1）有一通電螺線管，電流方向如圖a所示，請分別畫出經(jīng)過A點和B點的兩條磁感線．
（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力F的示意圖及動力臂．

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，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，要使動力最小，必須使動力臂最大，因此在杠桿上找出最大的動力臂，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點磁感線的方向向左，B點磁感線的方向指向遠離螺線管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，要使動力最小，就要使動力臂L₁最大，即在杠桿上找一點，使其到支點的距離最長，這個距離即為動力臂．由圖可知，在杠桿上A點到支點O的距離最大，過A沿斜向上的方向做OA的垂線即為最小的動力F₁．答案如下圖b所示：

點評：安培定則中共涉及三個方向：電流方向、線圈繞向、磁場方向，告訴其中的兩個可以確定第三個．此題中就是告訴了其中的電流方向和線圈繞向來確定螺線管的磁場方向．
畫最小的動力，實際上是確定最大的動力臂，這是利用杠桿的平衡條件來求極值的一種作圖題．