Question

【题目】小蒙为同学演示一个小实验，如图所示，其中A是一节五号电池，B是一颗铁钉，C是扁圆柱形的钕铁硼强磁铁。C吸住B的钉帽，钉尖吸在电池A的负极。D是一段软导线（多股细铜丝），上端与电池A的正极接触良好，下端像电刷似的接触C的侧壁，则 B和C便一起绕中心竖直轴转动起来。如果将C的两个端面对调，B与C就朝相反方向转动。请解释这个现象。

Answer 1

【答案】见解析

【解析】

（1）由题意可知，这个装置有电流通过，电流从电池正极经导线D、磁铁（其本身是导体）、钉子、电池负极、电池内部、回到正极形成回路。

（2）电流在磁体中的部分为由导线和磁铁侧壁接触处指向轴心的径向电流。而磁铁自身的磁场在其内部大体沿（圆柱体）轴向。因而径向电流受到垂直于电流方向的安培力。

（3）这个安培力产生力矩使磁铁（连带铁钉）产生转动。

（4）当将磁铁的两个端面对调后，磁场方向相反，而电流方向不变，则安培力方向反向，从而磁铁（及钉子）的转动方向也反过来了。