Question

16．（1）如圖（甲）所示，能自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止在通電螺線管的上方，請在圖（甲）中括號內(nèi)標(biāo)出電源的正極或負(fù)極．
（2）請在圖（乙）中畫出使輕質(zhì)杠桿OA在圖示位置保待平衡的最小力F的示意圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小磁針的N極指向，利用磁極間的作用規(guī)律可以確定通電螺線管的N、S極；再根據(jù)螺線管的N、S極和線圈繞向，利用安培定則可以確定螺線管中的電流方向，進(jìn)而可以確定電源正負(fù)極．
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長，據(jù)此可解決此題．

解答 解：（1）小磁針靜止時N極指向右，由于異名磁極相互吸引，同名磁極相互排斥，可以確定螺線管的左端為N極，右端為S極；
結(jié)合圖示的線圈繞向，利用安培定則可以確定線圈中的電流方向是從螺旋管的左端流入，右端流出，所以電源的左端為正極，右端為負(fù)極．答案如下圖所示：
（2）在阻力與阻力臂一定時，由杠桿平衡條件可知，動力臂越大，動力越小，
由圖示可知，OA是最大動力臂，當(dāng)力F與OA垂直向上時，力F最小，如圖所示．

點評 （1）安培定則涉及三個方向：電流方向；磁場方向；線圈繞向，告訴其中的兩個可以確定第三個．其中的電流方向經(jīng)常與電源的正負(fù)極聯(lián)系在一起，磁場方向經(jīng)常與磁感線方向、周圍小磁針的NS極聯(lián)系在一起．
（2）本題考查杠桿中最小力的問題以及力的示意圖畫法的掌握情況，知道支點與力的作用點的連線為最長的力臂．