Question

7．小明同學(xué)受奧斯特實驗的啟發(fā)，產(chǎn)生了探究通電長直導(dǎo)線周圍磁場的興趣．探究過程的一部分如下：
A．讓豎直的通電長直導(dǎo)線垂直穿過一張硬紙板，以導(dǎo)線為中心在紙板上任意做直線．在直線上不同位置放上能夠自由轉(zhuǎn)動的小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時N極指向都與直線垂直；
B．直線上任意關(guān)于導(dǎo)線對稱兩點處的小磁針N極指向相反；
C．改變電流大小時，小磁針指向不變；
D．通過查閱資料得知，通電長直導(dǎo)線外某點的磁場強弱與電流大小成正比，與這一點到直導(dǎo)線的距離成反比．
（1）做實驗時，紙板的俯視圖如下，若其中“⊙”表示電流方向垂直紙面向外，“⊕”表示電流方向垂直紙面向里，小磁針涂黑部分為N極．請根據(jù)探究過程結(jié)合自己學(xué)過的知識，在右邊的紙板的俯視圖上作出通電長直導(dǎo)線周圍的磁感線分布圖．（分布圖要能夠反映不同位置處磁場的強弱和方向）．

（2）若要驗證某點磁場強弱與其到通電長直導(dǎo)線距離成反比的結(jié)論，應(yīng)控制電流大小不變．
（3）同一通電長直導(dǎo)線周圍，離通電導(dǎo)線距離為r和2r的兩點．磁場強弱的比值為2：1．

Answer 1

分析 （1）由現(xiàn)象可知小磁場方向與電流的大小無關(guān)，小磁針的N極指向與直線垂直；故結(jié)合電流磁場方向與電流的方向有關(guān)進行分析可以判斷；
（2）因磁場強弱可能與電流大小及離通電直導(dǎo)線的距離有關(guān)，故應(yīng)控制電流大小不變；
（3）由已知磁場強弱與通電長直導(dǎo)線的距離成反比可知兩點磁場強弱的比值．

解答 解：（1）據(jù)作圖可知，小磁針的指向均與過電流的直線垂直，即磁場方向是逆時針的，而右圖中的電流方向與左圖電流方向相反，所以磁場方向是順時針的，如下圖：

（2）磁場強弱與電流的大小及離電流的遠近有關(guān)，故要想探究磁場強弱與其到通電長直導(dǎo)線的距離成反比，應(yīng)控制變量電流大小不變；
（3）由已知得，磁場強弱與到通電長直導(dǎo)線的距離成反比，則兩點的磁場強弱之比等于距離的反比，即2：1．
故答案為：（2）電流大�。唬�3）2：1．

點評 本題考查學(xué)生的審題及分析能力，區(qū)分度較高；應(yīng)學(xué)會靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題．