一、安培定则的内容
电流周围存在磁场,磁场方向与电流的方向有关,通电螺线管外部的磁场方向也与其电流方向有关,其关系可以由右手螺旋定则来判断。表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,叫右手螺旋定则,此定则也常常被叫做安培定则。
1.通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;
2.通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
二、安培定则的运用
(一)已知小磁针的指向
1.根据小磁针的指向标出图左中通电螺线管的电流方向。
解析:解答此题的入口是小磁针,由小磁针的N、S极可以推断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极。根据安培定则判定:大拇指指向左端N极,掌心向下,螺线管外侧电流方向向下,从而知道电流方向是从A流进,从B流出(如图右所示)。
2.通电螺线管上方小磁针静止时N极的指向如图所示。试在图中画出螺线管的绕线及经过a点的一条磁感线。
解析:首先通过小磁针在通电螺线管上方静止,由N、S极可以判定出螺线管的左端为S极,右端为N极;然后由电流方向和安培定则可以画出螺线管的绕线;最后根据磁感线总是从N极出发回到S极的原则,画出经过a点的一条磁感线(如图所示)
(二)已知磁感线方向
3.如图所示,当闭合电键S后,通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端,则
A.通电螺线管的Q端为N极,电源a端为正极
B.通电螺线管的Q端为N极,电源a端为负极
C.通电螺线管的Q端为S极,电源a端为正极
D.通电螺线管的Q端为S极,电源a端为负极
解析:闭合开关,电源与螺线管形成通路,螺线管中有了电流,在它的周围就产生了磁场。通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端时,二者相互吸引,据磁极间相互作用规律可知螺线管Q端为S极,则P端为N极。再根据螺线管的绕线情况,由安培定则即可判断电源a端为“ +”极,b端为“-”极。
【点评】有关右手螺旋定则常从三个方面进行考查:小磁针的指向、螺线管中电流的方向、磁感线方向。对某一个通电螺线管而言,螺线管中电流的绕向、磁感线方向、小磁针N极的指向是相互制约、彼此联系的,知其一就能晓其他。其解题思想即为右手螺旋定则的基本内容:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。用好、用活、用准右手螺旋定则,就能解决电磁学中的许多实际问题。
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