初中物理安培定则及其应用简答题

用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示。

（1）乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的 $N$极朝上， $S$极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为　　（填“ $N$”或“ $S$” $)$极，磁铁与铁钉间的吸引力　　（填“大于”或“小于” $)$磁铁的重力。

（2）丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是　　（填“向上”或“向下” $)$，磁铁上的电流由于受到　　作用而带动铁钉开始旋转。

（3）这个简易电动机工作时，将电能转化为　　能，若它的输入功率为 $2.0W$，效率为 $60\%$，则输出功率为　　 $W$。

（4）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变　　方向。电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是（写出一条即可）　　。（提示：干电池通过的电流不允许长时间超过 $0.6A$；磁铁磁性随温度升高而减弱。 $)$

酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由　　（选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培” $)$发现的。装置通电后，电磁铁上端为　　（选填“ $N$”或“ $S$” $)$极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应　　（选填“大于”“等于”或“小于” $)$密封罩的重力，若提不起，则应将滑动变阻器滑片向　　（选填“左”或“右” $)$滑动。

如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的上端为 　 $N$ 　极（选填" $N$ "或" $S$ " $)$ ；当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数将 　　，弹簧的长度将 　　。（选填"变大"、"变小"或"不变" $)$

小明在课下通过查阅资料知道：通电直导线周围的磁场与电流方向的关系也符合安培定则——用右手握住导线，让伸直的拇指指向导线中电流的方向，则弯曲的四指所指的方向就是导线周围的磁感线环绕方向。该实验说明，电流能够产生磁场，且电流的方向与磁场的方向存在一定的关系。
(1)请你猜想，如图所示为一个通电直导线，电流方向如图所示，在其导线正上方放一小磁针，则小磁针静止时N极的指向为________________(填“向外”、“向里”、“向左”、“向右”、“向下”、“向上”)。
(2)你猜想的依据为________________________。