一、安培定則
電流周圍存在磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān),通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向也與其電流方向有關(guān),其關(guān)系可以由右手螺旋定則來(lái)判斷。表示電流和電流激發(fā)磁場(chǎng)的磁感線方向間關(guān)系的定則,叫右手螺旋定則,此定則也常常被叫做安培定則。
1.通電直導(dǎo)線中的安培定則(安培定則一):用右手握住通電直導(dǎo)線,讓大拇指指向電流的方向,那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向;
2.通電螺線管中的安培定則(安培定則二):用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的n極。
二、安培定則的運(yùn)用
(一)已知小磁針的指向
1.根據(jù)小磁針的指向標(biāo)出圖左中通電螺線管的電流方向。
解析:解答此題的入口是小磁針,由小磁針的n、s極可以推斷出通電螺線管的左端為n極,右端為s極。根據(jù)安培定則判定:大拇指指向左端n極,掌心向下,螺線管外側(cè)電流方向向下,從而知道電流方向是從a流進(jìn),從b流出(如圖右所示)。
2.通電螺線管上方小磁針靜止時(shí)n極的指向如圖所示。試在圖中畫出螺線管的繞線及經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的一條磁感線。
解析:首先通過(guò)小磁針在通電螺線管上方靜止,由n、s極可以判定出螺線管的左端為s極,右端為n極;然后由電流方向和安培定則可以畫出螺線管的繞線;最后根據(jù)磁感線總是從n極出發(fā)回到s極的原則,畫出經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的一條磁感線(如圖所示)
(二)已知磁感線方向
3.如圖所示,當(dāng)閉合電鍵s后,通電螺線管q端附近的小磁針n極轉(zhuǎn)向q端,則
a.通電螺線管的q端為n極,電源a端為正極
b.通電螺線管的q端為n極,電源a端為負(fù)極
c.通電螺線管的q端為s極,電源a端為正極
d.通電螺線管的q端為s極,電源a端為負(fù)極
解析:閉合開(kāi)關(guān),電源與螺線管形成通路,螺線管中有了電流,在它的周圍就產(chǎn)生了磁場(chǎng)。通電螺線管q端附近的小磁針n極轉(zhuǎn)向q端時(shí),二者相互吸引,據(jù)磁極間相互作用規(guī)律可知螺線管q端為s極,則p端為n極。再根據(jù)螺線管的繞線情況,由安培定則即可判斷電源a端為“ +”極,b端為“-”極。
【點(diǎn)評(píng)】有關(guān)右手螺旋定則常從三個(gè)方面進(jìn)行考查:小磁針的指向、螺線管中電流的方向、磁感線方向。對(duì)某一個(gè)通電螺線管而言,螺線管中電流的繞向、磁感線方向、小磁針n極的指向是相互制約、彼此聯(lián)系的,知其一就能曉其他。其解題思想即為右手螺旋定則的基本內(nèi)容:用右手握住螺線管,讓四指彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。用好、用活、用準(zhǔn)右手螺旋定則,就能解決電磁學(xué)中的許多實(shí)際問(wèn)題。