Question

（1）判断磁体的磁极或磁感线的方向，可利用已知磁极的小磁针．如图所示，根据小磁针静止的指向（小磁针被涂黑端为N极），标出U形磁体的N、S磁极和磁感线的方向．

（2）根据图中小磁针的指向标出电源的“+”“-”极．

（3）当给螺线管通电时，小磁针N极的指向如图所示．试在图中标出螺线管的极性及电流方向．

（4）请在图中完成合理的电路连接．（要求导线不交叉）．

Answer 1

分析：（1）磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．因此当磁体周围的小磁针自由静止时，相互靠近的两端一定是异名磁极．在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极．
（2）由小磁针的指向利用磁极间的相互作用可知螺线管的磁极，则由右手螺旋定则可知电源的正负极．
（3）由小磁针的指向利用磁极间的相互作用可知螺线管的磁极，由右手螺旋定则可知电流方向．
（4）已知左边螺线管的上端为N极；右边螺线管的上端为S极，根据螺线管的线圈绕法和安培定则，可以确定螺线管线圈的电流方向，然后按照线圈里的电流方向确定串联或并联连接．

解答：解：（1）小磁针的N极靠近蹄形磁铁的下端，所以蹄形磁铁的下端为S极，则其上端为N极；
在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极，因此蹄形磁铁周围磁感线的方向是向下的．答案如下图所示：

（2）解：小磁针静止时S极靠近螺线管，则说明螺线管右侧为N极，则用右手握住螺线管，大拇指向右，则电流由左侧流入，即电源的左侧为正极；
故答案如图所示：

（3）小磁针N极向右，则因同名磁针相互排斥，异名磁极相互吸引，则螺线管右侧为S极，左侧为N极；
则由右手螺旋定则可知，电流由右侧流入；
故答案如图所示：

（4）根据磁螺线管的绕线，结合安培定则判断出右边螺线管的电流是从d端流入，c端流出；左边螺线管的电流从a端流入，b端流出；则左、右螺线管的采取串联连接或并联连接；
设计电路时为避免导线交叉；所以只能采取串联连接，如图：

点评：（1）此题考查了磁极间的作用规律、磁感线的特点．
（2）在此题中，涉及到磁感线的方向、磁体的NS极、小磁针的NS极，只要知道其中的一个，就可以确定另外两个．
（3）最后一图综合考查了螺线管极性与电流方向的关系，以及螺线管线圈的绕法，设计电路时一定注意不要导线不交叉；有一定的难度．