Question

11．小勇在探究“通電螺線管的外部磁場”實驗中，設(shè)計了如圖甲所示電路．
（1）實驗時，可通過觀察小磁針的排列并依據(jù)小磁針N極的指向判斷通電螺線管的磁極．
（2）小勇猜想通電螺線管周圍磁場的強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)．實驗中，他將開關(guān)S從1切換到2上時，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P到合適位置，再次觀察螺線管吸引的回形針數(shù)目，則判斷滑片P的位置是否合適的方法是觀察到電流表的示數(shù)與開關(guān)處于1時的示數(shù)相同．
（3）往螺線管周圍的有機(jī)玻璃板上撒鐵屑，給螺線管通電并輕輕敲擊玻璃板，可觀察到鐵屑如圖乙所示的分布狀態(tài)．實驗中敲擊玻璃板的目的是減小摩擦力，通過觀察可知通電螺線管的外部磁場與條形的磁場相似．

Answer 1

分析 （1）條形磁體周圍磁感線的形狀是紡錘形的，根據(jù)圖乙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．
（2）影響螺線管磁性強(qiáng)弱的因素有電流的大小和線圈匝數(shù)的多少，在實驗中，應(yīng)注意控制變量法的運用．（3）周圍鐵屑會被磁化，但由于其與紙板的摩擦力太大，它不能自己轉(zhuǎn)動，因此實驗中輕敲紙板；

解答 解：（1）在探究“通電螺線管的外部磁場”實驗中，可通過觀察小磁針的排列，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）實驗中，他將開關(guān)S從l換到2上時，連入電路的線圈匝數(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，控制兩次實驗的電流大小不變，即控制電流表的示數(shù)與開關(guān)處于1時的示數(shù)相同．
再次觀察吸引的回形針數(shù)目，這樣才能探究出通電螺線管磁場強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．
（3）由于周圍鐵屑會被磁化，但由于其與紙板的摩擦力太大，它不能自己轉(zhuǎn)動，因此實驗中輕敲紙板的目的是減小鐵屑與紙板的摩擦，使鐵屑受到磁場的作用力而有規(guī)律地排列，分析論證得出結(jié)論：通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似；
故答案為：（1）小磁針的排列；小磁針N極的指向；（2）相同；（3）減小摩擦力；條形．

點評 （1）通過螺線管周圍小磁針的北極指向確定了螺線管周圍的磁場方向，再利用建立模型法畫出了其周圍的磁感線形狀．與學(xué)過的條形、蹄形磁體周圍磁感線的形狀對比即可解決此題．
（2）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(qiáng)弱時用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法．