張書生??

在安培力的作用下，通電導(dǎo)線可以處于平衡狀態(tài)，因此，我們可以把力學(xué)中研究平衡問題的方法、規(guī)律，用于通電導(dǎo)線，從而解決這里的平衡問題。

一、一般平衡

例1條形磁鐵放在桌面上，一根通電直導(dǎo)線在由其S極上方移到N極上方的過程中，導(dǎo)線保持與磁鐵垂直，導(dǎo)線中電流方向如圖1所示，則此過程中磁鐵受到的摩擦力（磁鐵一直靜止）（）。

A.為零

B.方向由左變?yōu)橄蛴?/p>

C.方向不變

D.方向由向右變?yōu)橄蜃?/p>

解析：導(dǎo)線通電后相對磁鐵運動，磁體所受壓力N和摩擦力f如何變化取決于磁鐵所受的電流磁場的磁場力的方向。由于磁鐵的N極和S極都受到磁場力的作用，判斷起來比較復(fù)雜，為此我們可以根據(jù)力的作用的相互性，變換研究對象，先研究通電導(dǎo)線受到的磁場力的方向，

再根據(jù)牛頓第三定律，判斷磁鐵受到的電流磁場的磁場力的方向。

畫出導(dǎo)線所經(jīng)過各處的磁感線如圖2所示，以O(shè)點為分界點，在O點左側(cè)，導(dǎo)線所受安培力斜向左上方，在O點右側(cè)，導(dǎo)線所受安培力斜向右上方，在O點，導(dǎo)線所受安培力豎直向上。由牛頓第三定律可知，電流對磁鐵的磁場力方向變化為右下方→豎直向下→左下方。由力的平衡知識可判斷，磁鐵所受摩擦力方向?qū)⒂上蜃笞優(yōu)橄蛴摇?/p>

點評：在安培力的作用下，通電導(dǎo)線（或磁鐵）處于平衡狀態(tài)時，我們可以把力學(xué)中研究平衡問題的方法（如轉(zhuǎn)換研究對象法），用于通電導(dǎo)線（或磁鐵），從而解決這里的平衡問題。

二、動態(tài)平衡

例2如圖3所示，一弓形線圈通以逆時針方向的電流，在其圓弧的圓心處，垂直于紙面放置一直導(dǎo)線，當直導(dǎo)線通有指向紙內(nèi)的電流時，線圈將（）。

A.a端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動，且靠近導(dǎo)線

B.a端向紙內(nèi)，b端向紙外轉(zhuǎn)動，且遠離導(dǎo)線

C.a端向紙外，b端向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動，且靠近導(dǎo)線

D.a端向紙外，b端向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動，且遠離導(dǎo)線

解析：我們先由等效法，把弓形線圈中的電流等效成一個小磁針，其N極垂直紙面向外，而直線電流的磁場方向在小磁針所在處方向為豎直向上，因此小磁針將轉(zhuǎn)向磁場方向，即a端向內(nèi)，b端向外轉(zhuǎn)動；再根據(jù)極端法和平行電流法，當線圈轉(zhuǎn)過90°后，a、b線圈直線部分中電流與直導(dǎo)線電流同向平行，而弧形部分電流與直導(dǎo)線電流方向反向，但前者離直導(dǎo)線較近，受到的引力較大，后者離直導(dǎo)線較遠，受到的斥力較小，總的作用力為引力，故線圈向直導(dǎo)線靠近。答案為A。

點評：在判斷安培力作用下通電導(dǎo)線或通電線圈的動態(tài)問題時，如果我們能夠選擇合適的方法，處理起來就會變得輕松自如。常用的方法有：電流元法，特殊位置法，等效法，平行電流法等。

三、臨界和極值問題

點評：本題考查安培力、平衡及臨界問題，解題的關(guān)鍵是認真分析導(dǎo)體可能出現(xiàn)的兩種滑動趨勢，從而確定摩擦力方向，然后按臨界問題的討論方法進行分析求解。

（責(zé)任編輯張巧）