利用“安培定则”作图面面观

李佰宏

【摘要】利用安培定则可以判断通电螺线管的磁极，也可以判断电流方向及电源的正负极，对于此类作图一定要抓住“四向同一”及安培定则的使用，已知其中两个要素即可确定其他要素.对于电磁作图应做到仔细、规范、美观、科学等，要具备作图的科学素养.

【关键词】初中物理；安培定则；磁极；

电磁类作图是中考的热点，此类作图大多数包括的类别有磁场和磁感线的画法、小磁针的指向或磁极、通电螺线管的磁极、通电螺线管的电流方向、电源的正负极的判断、电磁铁的连接、通电螺线管的绕线等等.电磁类作图中利用安培定则判断是重点也是考点，这类作图问题考查的方式很多，包含的类别多种多样，为了更好地掌握此类问题，现对其整理如下.

1 给定电源正负极和螺线管绕法

此类问题给定的要素是电源的正负极即螺线管的电流方向和螺线管的绕法，根据安培定则即可判断，这类问题一定要先标出螺线管上电流方向，然后通过右手的正确握法和大拇指的指向来确定通电螺线管的磁极及磁场的方向.

例1 如图1所示，请根据电源的正负极及螺线管的绕法，标出通电螺线管的N极和A点的磁感线方向.

答案：如图2.

解析 通过给定的图示我们不难看出外面螺线管电流方向是从正极出发，所以螺线管中的电流方向是从右端进入，从左端流出，即螺线管上电流方向从正面观察向下，根据“背上心下”的原则，即右手握住螺线管，四指环绕的方向指向电流方向（即手心朝外），大拇指所指的一端为螺线管的N极，即通电螺线管的右端为N极；而磁体外部磁感线的方向都是从N极出发，回到S极，所以A点的磁感线方向是从右向左，用箭头标注出方向.

点评 解决此类问题首先掌握相应的方法：磁感线方向的判定；用安培定则判定螺线管中电流方向与磁场方向等.对于判断通电螺线管的磁极，必须熟练掌握安培定则，注意题中给定的间接关系，把握方向之间的关系.

2 给定通电螺线管的磁极（或小磁针的指向或磁感线方向）和螺线管绕法

此类问题在给定螺线管的磁极或磁感线方向及绕法来判断电源正负极等，关键点仍是安培定则的使用，即右手的握法要正确，首要问题还是要进一步确定螺线管上的电流方向即可判断完成问题.

例2 如图3所示，请根据小磁针静止时N极的指向，在图中标出电源正负极（“+”“－”）和A处的磁感线方向.

答案：如图4.

解析 判断通电螺线管及电磁铁的极性与电流方向之间的关系，可用安培定则.用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指指的那一端是螺线管的N极，反之，若大拇指指向N极，则四指指向螺线管中电流的方向.通过观察图中小磁针的指向，小磁针静止时N极指向和该点磁感线方向一致，因此可以判断出磁感线的方向是从左向右，同时磁体外部磁场方向是从N极回到S极，所以通电螺线管左端为N极，右端為S极（也可以根据磁极间相互作用规律来判断）.然后根据安培定则进行判断，右手握住螺线管，保证大拇指指向N极，即满足手背朝外，根据“背上心下”的原则即可判断螺线管上的电流方向上，也即可判断螺线管外部电流方向从右端流出，即电源右端为正极.

点评 对于磁场中的小磁针的N极指向必须与该点的磁场方向一致，但千万不要从直观的角度把螺线管外部与内部的小磁针的指向相混淆.解决此类问题要掌握正确的握法及原则，分清螺线管上和管外的电流方向从而达到判断的目的.

3 给定螺线管磁极（小磁针的指向等）和电源正负极

此类问题是电磁作图的难点，由于只给定磁极及正负极来确定螺线管的绕线，这是很难掌握的作图，要抓住安培定则及相应的技巧，特别是“背上心下”来确定螺线管两端的线是从正面绕还是背面绕的问题，这是一个棘手问题，因此要学会相应的解决办法.

例3 小磁针静止时N极的指向如图5所示，请画出图中螺线管的导线绕法.

答案：如图6.

解析 首先根据小磁针静止时N极的指向来确定磁场方向，也可以根据磁极间的相互作用来判断，这样很容易判断出螺线管的左端为N极，右端为S极；再根据安培定则去判断绕线方式，先标出螺线管外部电流方向，右端向上，左端向下；然后在螺线管上画出几条竖线，用右手握住螺线管，手背朝外，这样不难发现右端螺线管上的电流方向和螺线管外的电流方向相同，因此螺线管右端是从外侧绕线，要画实线，相反左侧是从后面绕线，线是空的，这样即可完成如图6的绕线.

点评 针对这类作图的难点，不仅要科学的掌握解题技巧，而且要规范，所涉及的有关电磁知识要认真对待考虑，做到细致、规范、美观.

4 结语

对于利用安培定则进行电磁作图的类别还有很多，比如常见的含有电磁铁的连接，不仅要正确地使用安培定则，还要结合电路图或实物图的注意事项进行判断分析，不管哪一类电磁作图都要遵循相应的原则，要审清题意，不多条件也不少条件，做到仔细、规范、美观、科学等，要具备作图的科学素养，善于总结和分析，发现问题及时解决问题，以不变应万变，达到更好的学习效果.