Question

（1）如图，力气大的人，用一只手就可以把一盆水端起，此时脸盆相当于一个杠杆．右边是它的示意图，图中O为支点，A为动力作用点．请你在示意图中画出最小动力F₁、阻力臂L₂．
（2）根据图中通电螺线管的电流方向，标出通电螺线管的磁感线方向和小磁针的N、S极．

Answer 1

解：（1）由图可知，重力为阻力，当O点支点时，阻力和阻力臂的乘积一定，则O到重力作用点的垂线段就是阻力臂L₂；
A为动力作用点，则OA为最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向右上方，据此可画出最小的动力如图：

（2）由图可知，电流由左侧流入，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，即螺线管左侧为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针右侧应为S极，左侧为N极；
在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极，如图所示：

分析：（1）根据杠杆平衡的条件F₁L₁=F₂L₂可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长；
（2）由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，则由磁极间的相互关系可得出小磁针N、S极；在磁体的周围，磁感线从N极流出回到S极．
点评：（1）画出杠杆中最小作用力的关键是找出最长的力臂，一般情况下支点到动力作用点的距离作为动力臂最长．
（2）安培定则共涉及三个方向：电流方向、线圈绕向、磁场方向，告诉其中的两个可以确定第三个，其中磁场的方向往往与小磁针的N、S极或磁感线的方向联系在一起，而电流方向经常与电源的正负极联系起来．