Question

19．把一根通電的硬直導線ab放在磁場中，導線所在區(qū)域的磁感線呈弧形，如圖所示，導線可以在空中自由移動和轉(zhuǎn)動，導線中的電流方向由a向b．
（1）描述導線的運動情況．
（2）虛線框內(nèi)有產(chǎn)生以上弧形磁感線的磁場源，它可能是條形磁體、蹄形磁體、通電螺線管、直線電流．請你分別按每種可能考慮，大致畫出它們的安放位置．

Answer 1

分析 （1）通電導線因放在磁鐵的磁場中故受到磁場力，因左右兩側(cè)磁場方向不同，故可以分左右兩邊分別分析研究，畫出兩側(cè)的磁場方向，則由左手定則可判出磁場力的方向，根據(jù)受力情況可判出物體的轉(zhuǎn)動情況．當導體轉(zhuǎn)動后，我們可以認為電流向右偏內(nèi)，受力也將發(fā)生變化，為了簡便，我們可以判斷導體轉(zhuǎn)動到向里的位置判斷導體的受力情況，再判出導體的運動情況．
（2）結(jié)合各種常見的磁場即可畫出；

解答 解：（1）由圖示可知左側(cè)導體所處的磁場方向斜向上，右側(cè)導體所處的磁場斜向下，則由左手定則可知，左側(cè)導體受力方向向外，右側(cè)導體受力方向向里，故從上向下看，直導線應(yīng)為逆時針轉(zhuǎn)動；當導體轉(zhuǎn)過90°時，由左手定則可得導體受力向下，故可得出導體運動為逆時針轉(zhuǎn)動的同時還要向下運動．即為a端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里，且向下運動；
（2）若磁場源是條形磁體、或是蹄形磁體、或通電螺線管，則該磁場源的左側(cè)為N極，右側(cè)為S極，分別如圖；

若磁場源是直線電流，根據(jù)安培定則可知，該直線電流的方向向里，結(jié)合直線電流的磁場的特點可知，該電流要放在ab的正下方，如圖．
答：（1）從上向下看，直導線應(yīng)先逆時針轉(zhuǎn)動，然后一邊轉(zhuǎn)動，向下運動；
（2）如圖．

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