张沫
安培定则作为判断通电螺线管外部磁场方向的重要方法,在中考中经常以作图题和填空题形式出现,下面举例介绍其常见考点。
一、已知螺线管的导线绕法和电流方向,标出螺线管两端的N、S极
例1 如图1,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,下列说法正确的是( )。
A. 小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端
B. 小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端
C. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端
D. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
解析:由电源的正负极可知,电流从螺线管的左后方流入,右前方流出,由安培定则可知,螺线管右端应为N极,左端为S极。因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,所以小磁针甲静止时N极指向左端,S极指向右端;小磁针乙静止时N极指向右端,S极指向左端,故B正确。故选B。
例2 如图2是研究电磁铁磁性的电路图,则电磁铁的S极为___________(选填“A”或“B”)端。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性变___________(选填“强”或“弱”)。
解析:(1)由图可看出,电流从电磁铁上端流入,依据安培定则,四指顺着电流方向,大拇指应向下握住电磁铁,所以A端为S极,B端为N极。
(2)滑动变阻器的滑片P向右移动时,连入电路的电阻变大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱。
答案:A 弱
点评:安培定则中,大拇指指的方向即為通电螺线管外部磁场的N极。
二、已知螺线管的导线绕法和螺线管两端的N、S极,判断电流方向
例3 如图3,通电螺线管附近的小磁针静止时N极指向如图所示,则电源A端为___________极。
解析:由图知小磁针的磁极为:左N、右S,根据磁极间的相互作用,可知通电螺线管的磁极为:左N、右S。根据安培定则,用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,其余四指环绕的方向为电流的方向,则电源的B端为正极,A端为负极。故答案为负。
例4 如图4,闭合开关S后小磁针的状态如图所示(小磁针黑色一端表示N极),请在图中括号内标出通电螺线管的N极和电源的“+”极。
解析:小磁针静止时N极指向左,根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥,可以确定通电螺线管的左端为S极,右端为N极;结合图中的线圈绕向和通电螺线管的N极,利用安培定则可知线圈中的电流方向是从左端流入、右端流出,所以电源的左端为正极,右端为负极。
答案:如图5所示
点评:先根据小磁针判断螺线管的磁极,再根据安培定则判断电流方向。
三、已知电流方向、螺线管两端的N、S极,画出螺线管的导线绕法
例5 闭合开关,螺线管右侧的小磁针立即转动,最后静止时 N 极指向螺线管,如图6所示,请画出螺线管上的导线环绕图示。
解析:根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可以判断螺线管的右端是 S极,左端是N极。用右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指就是电流方向,可以判断螺线管上导线的绕法。
答案:如图7所示
点评:解题关键是灵活运用安培定则,做到手脑并用。