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拆拆补补巧解题
韩锡军
利用“安培定则”可以判断电磁铁、通电螺线管周围的磁场方向。可是对于环形电流或直线电流的磁场就难于解决了。有一种方法就是把螺线管拆分或增补,然后仍利用“安培定则”即可解题!
一、拆分法
例1. 如图1所示,线圈套在一根光滑的玻璃棒上,能自由滑动,当开关闭合后,线圈的长度将( )
图1
A. 变长 B. 变短 C. 不变 D. 不能确定
解析:如图2所示,可拆开通电螺线管,取通电螺线管中的两个线圈1和2进行分析,玻璃棒是光滑的,如果两线圈间相互吸引,线圈的长度将变短,如果相互排斥,线圈将变长。
图2
按照拆分的方法,把线圈1看成螺线管,由安培定则判断线圈1左边为S极,右边为N极;同理,线圈2左边也是S极,右边也是N极;线圈1、2相对处为异名磁极,应相互吸引,所以本题答案应为B。
二、增补法
例2. 在直导线的右侧放一小磁针,如图3所示,当它通过一向下的电流时,小磁针的N极将( )
图3
A. 向纸内转动 B. 向纸外转动
C. 可能转向纸内也可能转向纸外 D. 小磁针不动
解析:可以把直线电流补充成为一个线圈,有两种补法:
(1)把小磁针圈在外面,如图4所示,利用安培定则判断可知,此线圈纸内部分为N极,纸外为S极,小磁针处于线圈外一点,在通电螺线管外部,磁感线由N极指向S极(即由纸内指向纸外),小磁针静止时N极所指的方向应与磁感线的方向相同,由纸面内指向纸面外,所以,小磁针的N极应转向纸外。故本题应选B。
图4
(2)把小磁针圈在线圈的内部,如图5所示,此时用安培定则判断可知,线圈纸外面为N极,纸面内为S极,在线圈的内部,磁感线的方向是由S极指向N极(即由纸内指向纸外),小磁针静止时N极指向应与磁感线的方向应一致,所以小磁针的N极应向外转动,故本题应选B。
图5