Question

【題目】小蒙為同學演示一個小實驗，如圖所示，其中A是一節五號電池，B是一顆鐵釘，C是扁圓柱形的釹鐵硼強磁鐵。C吸住B的釘帽，釘尖吸在電池A的負極。D是一段軟導線（多股細銅絲），上端與電池A的正極接觸良好，下端像電刷似的接觸C的側壁，則 B和C便一起繞中心豎直軸轉動起來。如果將C的兩個端面對調，B與C就朝相反方向轉動。請解釋這個現象。

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

（1）由題意可知，這個裝置有電流通過，電流從電池正極經導線D、磁鐵（其本身是導體）、釘子、電池負極、電池內部、回到正極形成回路。

（2）電流在磁體中的部分為由導線和磁鐵側壁接觸處指向軸心的徑向電流。而磁鐵自身的磁場在其內部大體沿（圓柱體）軸向。因而徑向電流受到垂直于電流方向的安培力。

（3）這個安培力產生力矩使磁鐵（連帶鐵釘）產生轉動。

（4）當將磁鐵的兩個端面對調后，磁場方向相反，而電流方向不變，則安培力方向反向，從而磁鐵（及釘子）的轉動方向也反過來了。