Question

7．小明小組在探究“通電螺線管的外部磁場”實驗中，設計了如圖所示電路．實驗時

（1）可通過觀察小磁針N極所指的方向判斷通電螺線管的磁極．
（2）實驗發(fā)現通電螺線管的外部磁場與條形磁鐵的磁場相似．圖中磁極間的磁感線的分布情況，正確的是A．

（3）小明猜想通電螺線管磁場強弱可能與線圈匝數和電流大小都有關系．實驗中，他將開關S從l換到2上時，調節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數及吸引的回形針數目，此時調節(jié)滑動變阻器是為了控制變量，保持電流不變，研究的問題是通電螺線管磁場強弱與線圈匝數的關系．

Answer 1

分析 （1）條形磁體周圍磁感線的形狀是紡錘形的，根據圖（2）所示的通電螺線管周圍磁感線的形狀，兩者聯(lián)系起來，可以得到此題的答案．
通電螺線管周圍磁場的方向與電流方向和線圈的繞向這兩個因素有關，若只改變其中的一個，磁場方向發(fā)生改變；若兩個因素同時改變，磁場方向不變．
（2）小磁針在磁場中靜止時北極指向與該點的磁感線方向一致；
（3）影響螺線管磁性強弱的因素有電流的大小和線圈匝數的多少，在實驗中，應注意控制變量法的運用．

解答 解：（1）利用通電螺線管周圍的小磁針N極的指向可以確定通電螺線管的極性；
（2）由圖3根據安培定則可知，通過螺線管的左端為S極，右端為N極，根據周圍小磁針N極指向與該點磁感線方向一致可知：在通電螺線管外部，磁感線是從北極發(fā)出，最后回到南極，故A正確；
（3）實驗中，他將開關S從l換到2上時，連入電路的線圈匝數發(fā)生了變化，為了保證電流不變，應調節(jié)變阻器的滑片P，控制兩次實驗的電流大小不變，再次觀察電流表示數及吸引的回形針數目，這樣才能探究出通電螺線管磁場強弱與線圈匝數的關系．
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；通電螺線管磁場強弱與線圈匝數的關系．

點評 此題中在探究螺線管的磁場分布時用到了建立模型法；在探究其磁場方向和磁場強弱時用到了控制變量法和轉換法．