Question

7．小明小組在探究“通電螺線(xiàn)管的外部磁場(chǎng)”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示電路．實(shí)驗(yàn)時(shí)

（1）可通過(guò)觀察小磁針N極所指的方向判斷通電螺線(xiàn)管的磁極．
（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通電螺線(xiàn)管的外部磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似．圖中磁極間的磁感線(xiàn)的分布情況，正確的是A．

（3）小明猜想通電螺線(xiàn)管磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線(xiàn)圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)系．實(shí)驗(yàn)中，他將開(kāi)關(guān)S從l換到2上時(shí)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的回形針數(shù)目，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了控制變量，保持電流不變，研究的問(wèn)題是通電螺線(xiàn)管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）條形磁體周?chē)�磁感線(xiàn)的形狀是紡錘形的，根據(jù)圖（2）所示的通電螺線(xiàn)管周?chē)�磁感線(xiàn)的形狀，兩者聯(lián)系起來(lái)，可以得到此題的答案．
通電螺線(xiàn)管周?chē)�磁�?chǎng)的方向與電流方向和線(xiàn)圈的繞向這兩個(gè)因素有關(guān)，若只改變其中的一個(gè)，磁場(chǎng)方向發(fā)生改變；若兩個(gè)因素同時(shí)改變，磁場(chǎng)方向不變．
（2）小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)北極指向與該點(diǎn)的磁感線(xiàn)方向一致；
（3）影響螺線(xiàn)管磁性強(qiáng)弱的因素有電流的大小和線(xiàn)圈匝數(shù)的多少，在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意控制變量法的運(yùn)用．

解答 解：（1）利用通電螺線(xiàn)管周?chē)�的小磁針N極的指向可以確定通電螺線(xiàn)管的極性；
（2）由圖3根據(jù)安培定則可知，通過(guò)螺線(xiàn)管的左端為S極，右端為N極，根據(jù)周?chē)�小磁針N極指向與該點(diǎn)磁感線(xiàn)方向一致可知：在通電螺線(xiàn)管外部，磁感線(xiàn)是從北極發(fā)出，最后回到南極，故A正確；
（3）實(shí)驗(yàn)中，他將開(kāi)關(guān)S從l換到2上時(shí)，連入電路的線(xiàn)圈匝數(shù)發(fā)生了變化，為了保證電流不變，應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，控制兩次實(shí)驗(yàn)的電流大小不變，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的回形針數(shù)目，這樣才能探究出通電螺線(xiàn)管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系．
故答案為：（1）小磁針N極所指的方向；（2）A；（3）控制變量，保持電流不變；通電螺線(xiàn)管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 此題中在探究螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)分布時(shí)用到了建立模型法；在探究其磁場(chǎng)方向和磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法．