判斷通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)方向的一條捷徑

王一凡

【摘 要】根據(jù)判斷通電導(dǎo)體間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的常理，我們可以推導(dǎo)得出：相互平衡的兩通電導(dǎo)體，電流方向相同時(shí)相互吸引，電流方向相反時(shí)互相推斥；如果兩導(dǎo)體不是相互平行，必將通過轉(zhuǎn)動(dòng)最小的角度來達(dá)到相互平行，且相互吸引。直接運(yùn)用此推導(dǎo)出的結(jié)論判斷通電導(dǎo)體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，省去了運(yùn)用右手定則和左手定則這兩個(gè)環(huán)節(jié)，使程序得以簡化，大大加快了判斷速度且能夠有效地保證正確性。

【關(guān)鍵詞】通電導(dǎo)體；轉(zhuǎn)動(dòng)方向；捷徑

判斷通電導(dǎo)體間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，需要由右手定則確定某一電流產(chǎn)生的磁場方向，然后由左手定則判定另一電流所受安培力的方向，從而判定導(dǎo)體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

由上面的判定方法，我們可以得到如下的結(jié)論：

相互平衡的兩通電導(dǎo)體， 電流方向相同時(shí)相互吸引，電流方向相反時(shí)互相推斥；如果兩導(dǎo)體不是相互平行，必將通過轉(zhuǎn)動(dòng)最小的角度來達(dá)到相互平行，且相互吸引。

對于通電導(dǎo)體間的相互轉(zhuǎn)動(dòng)問題，我們可以直接運(yùn)用上述結(jié)論進(jìn)行分析判斷。下面就讓我們運(yùn)用它來解決幾個(gè)實(shí)際問題予以驗(yàn)證。

例1.如圖1所示，原來靜止的的圓形線圈通逆時(shí)針方向的電流I，在其直徑AB上靠近A點(diǎn)處，放置一根垂直于線圈平面的固定不動(dòng)的長直導(dǎo)線，通圖示方向的電流I′，在電流I′的磁場作用下，線圈將：

A.向左平動(dòng)

B.向右平動(dòng)

C.靜止不動(dòng)

D.以直徑AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

分析：在線圈上離直線電流I′最近處取一小段導(dǎo)體ab（因?yàn)檫@一小段導(dǎo)體起決定性作用），在這段導(dǎo)體上，電流由a向b，根據(jù)我們上面推導(dǎo)出的結(jié)論可知，它將轉(zhuǎn)動(dòng)到跟電流I′同方向，所以由左向右看，線圈將以AB為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，可見答案D是正確答案。

例2.如圖2所示，一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1，和一個(gè)固定線圈L2相互絕緣，垂直放置且圓心重合，當(dāng)分別通圖示方向的電流時(shí)，從左向右看，線圈L1將：

A.靜止不動(dòng)

B.向紙外平動(dòng)

C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

分析：同樣根據(jù)上述結(jié)論我們可知，線圈L1有轉(zhuǎn)動(dòng)到跟線圈L2的電流同方向平行的趨勢，所以從左向右看，線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直到與線圈L2的電流同向平行，故C為正確答案。

例3.如圖3所示，固定的長直導(dǎo)線內(nèi)，電流垂直于紙面向里，在其附近有一如圖所示的線圈，線圈平面與直導(dǎo)線垂直，當(dāng)線圈通電時(shí)，從左向右看逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則線圈中的電流方向?yàn)閍bcda還是adcba？

分析：由上述結(jié)論可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)后，cd段的電流垂直于紙面向里，跟直導(dǎo)線內(nèi)的電流同方向，所以，線圈中的電流方向?yàn)閍bcda。

例4.如圖4所示，在固定的通電螺線管正上方有直導(dǎo)線ab，當(dāng)導(dǎo)線中通由b向a的電流時(shí)，從上向下看，導(dǎo)線ab順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，那么，螺線管中的電流是從哪一端流入的？

同理我們可以迅速地分析得知，螺線管中的電流是由d端流入的。

僅以上4例即可看出，當(dāng)我們直接用前面推導(dǎo)出的結(jié)論判斷通電導(dǎo)體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，省去了運(yùn)用右手定則和左手定則這兩個(gè)環(huán)節(jié)，使程序得以簡化，大大加快了判斷速度且能夠有效地保證正確性。

由此可見，這種方法不失為判斷通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)方向的一條捷徑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張大昌.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理，人民教育出版社，2010.4

[2]曲一線.五年高考三年模擬高中物理.教育科學(xué)出版社，2015.4