中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2009)16-110-01
　　
　　在磁场和电磁感应的学习过程中,经常遇到要判断通电导线或线圈所受安培力的方向或在安培力作用下的运动方向,常用的方法有以下几种:
　　
　　一、电流元分析法
　　
　　把整段电流分成很多小段直线电流。其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向,再判断整段电流所受安培力的方向,从而确定导体的运动方向。
　　例1:如右图所示。把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近。磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图方向的电流后,判断线圈如何运动?
　　解:可以把圆形线圈分成很多小段。每一小段可以看作一段直线电流。取其中的上下两小段分析,其截面图和受安培力的情况如下图所示。根据其中心对称性可知。线圈所受安培力的合力水平向左。故线圈向磁铁运动。
　　
　　二、特殊位置分析法
　　
　　根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向,判断其运动方向。然后推广到一般位置
　　例2:如下图所示,把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方。导线可以自由转动,当导线中通入如图所示方向的电流I时。导线的运动情况是(从上往下看)
　　A.顺时针方向转动,同时下降 B.顺时针方向转动,同时上升
　　C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升
　　解:首先我们可以根据下图所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况。将导线AB从N、S极的中间O分成两段。AO、BO段所处的磁场方向如图1所示,由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向外,BO段受安培力方向垂直纸面向里。可见从上向下看,导线AB将绕O点逆时针转动。然后再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况,如图2所示,导线AB此时受力方向竖直向下,导线将向下运动。
　　由上述两个特殊位置的判断可知,导线实际是连续的运动,是在安培力作用下使AB逆时针转动同时还要向下运动。因此答案为C。
　　
　　三、等效分析法
　　
　　环形电流可等效为小磁针或小磁针也可等效为环形电流。通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。
　　例如:对例1中所举的例子还可以用等效分析法来分析。将图中环形电流根据安培定则可等效为一个小磁针,如图3所示,所以磁铁和线圈相互吸引,线圈将向磁铁运动,我们还可以将图中的 吸引,线圈将向磁铁运动。
　　
　　四、推论分析法
　　
　　1、两电流相互平行时无转动趋势。同向电流互相吸引;反向互相排斥。
　　2、两电流不平行时,有转动到相互平行且方向相同的趋势。
　　3、在电磁感应中,还可用安培力阻碍磁体(场)与导线间的相对运动。
　　例如:对例1中的线圈不通电,而是磁铁向导线环靠近,则线圈受到有安培力就向右,线圈也就向右运动,即阻碍靠近。
　　4、在电磁感应现象中,还可用阻碍磁通量变化来判断安培力的方向。即磁通量增大,安培力的方向是使线圈向磁通量减小的方向运动。
　　例如:例1图中,若线圈不通电,而是磁铁远离线圈运动,使通过线圈的磁通量减小,则安培力指向磁铁,向磁铁方向运动,进而阻碍磁通量减小;同时磁铁在线圈处的磁感应强度减小,安培力向外,使线圈面积扩大,阻碍磁通量减小。在匀强磁场中,若磁场增强,则安培力有使线圈面积增大的作用。
　　在实际问题中我们可以灵活运用以上几种方法,但不管使用哪种方法,前提都必须熟悉各种磁体的磁场分布情况,还要知道各种方法的适用条件,并掌握其特点,才能得心应手,对导线受到的安培力和运动方向做出迅速而正确的判断。