Question

19．把一根通電的硬直導(dǎo)線(xiàn)ab放在磁場(chǎng)中，導(dǎo)線(xiàn)所在區(qū)域的磁感線(xiàn)呈弧形，如圖所示，導(dǎo)線(xiàn)可以在空中自由移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向由a向b．
（1）描述導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況．
（2）虛線(xiàn)框內(nèi)有產(chǎn)生以上弧形磁感線(xiàn)的磁場(chǎng)源，它可能是條形磁體、蹄形磁體、通電螺線(xiàn)管、直線(xiàn)電流．請(qǐng)你分別按每種可能考慮，大致畫(huà)出它們的安放位置．

Answer 1

分析 （1）通電導(dǎo)線(xiàn)因放在磁鐵的磁場(chǎng)中故受到磁場(chǎng)力，因左右兩側(cè)磁場(chǎng)方向不同，故可以分左右兩邊分別分析研究，畫(huà)出兩側(cè)的磁場(chǎng)方向，則由左手定則可判出磁場(chǎng)力的方向，根據(jù)受力情況可判出物體的轉(zhuǎn)動(dòng)情況．當(dāng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)后，我們可以認(rèn)為電流向右偏內(nèi)，受力也將發(fā)生變化，為了簡(jiǎn)便，我們可以判斷導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)到向里的位置判斷導(dǎo)體的受力情況，再判出導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況．
（2）結(jié)合各種常見(jiàn)的磁場(chǎng)即可畫(huà)出；

解答 解：（1）由圖示可知左側(cè)導(dǎo)體所處的磁場(chǎng)方向斜向上，右側(cè)導(dǎo)體所處的磁場(chǎng)斜向下，則由左手定則可知，左側(cè)導(dǎo)體受力方向向外，右側(cè)導(dǎo)體受力方向向里，故從上向下看，直導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，由左手定則可得導(dǎo)體受力向下，故可得出導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng)．即為a端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里，且向下運(yùn)動(dòng)；
（2）若磁場(chǎng)源是條形磁體、或是蹄形磁體、或通電螺線(xiàn)管，則該磁場(chǎng)源的左側(cè)為N極，右側(cè)為S極，分別如圖；

若磁場(chǎng)源是直線(xiàn)電流，根據(jù)安培定則可知，該直線(xiàn)電流的方向向里，結(jié)合直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)的特點(diǎn)可知，該電流要放在ab的正下方，如圖．
答：（1）從上向下看，直導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)先逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，然后一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，向下運(yùn)動(dòng)；
（2）如圖．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵（1）清楚條形磁鐵的磁場(chǎng)，應(yīng)看到左右兩邊磁場(chǎng)的不同；（2）能準(zhǔn)確地應(yīng)用左手定則判斷磁場(chǎng)與電流不垂直的情況；（3）會(huì)找到一些有代表性的特殊位置求解．