Question

（1）有一通电螺线管，电流方向如图a所示，请分别画出经过A点和B点的两条磁感线．
（2）画出图b中物体重力的示意图，并画出使轻质杠杆保持平衡的最小动力F的示意图及动力臂．

Answer 1

分析：（1）根据图示的线圈绕向和电流方向利用安培定则可以确定螺线管的NS极，根据磁感线的特点，从而可以确定磁感线的方向．
（2）在阻力和阻力臂一定的前提下，利用杠杆的平衡条件可知，要使动力最小，必须使动力臂最大，因此在杠杆上找出最大的动力臂，是解决此题的关键．

解答：解：（1）电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出，线圈绕向如图所示，利用安培定则可以确定，螺线管的右端为N极，左端为S极．
磁感线在磁体的外部从N极流出回到S极，由此可以确定A点磁感线的方向向左，B点磁感线的方向指向远离螺线管N极的方向．答案如下图a所示：

（2）根据杠杆的平衡条件：F₁=

F2L2

L1

可知在阻力和阻力臂不变的情况下，要使动力最小，就要使动力臂L₁最大，即在杠杆上找一点，使其到支点的距离最长，这个距离即为动力臂．由图可知，在杠杆上A点到支点O的距离最大，过A沿斜向上的方向做OA的垂线即为最小的动力F₁．答案如下图b所示：

点评：安培定则中共涉及三个方向：电流方向、线圈绕向、磁场方向，告诉其中的两个可以确定第三个．此题中就是告诉了其中的电流方向和线圈绕向来确定螺线管的磁场方向．
画最小的动力，实际上是确定最大的动力臂，这是利用杠杆的平衡条件来求极值的一种作图题．