Question

3．小波小組在探究“通電螺線管的外部磁場”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖1所示電路．實(shí)驗(yàn)時(shí)，

（1）可通過觀察小磁針的指向判斷通電螺線管的磁極．
（2）如圖2所示是通電螺線管周圍的有機(jī)玻璃板上的小磁針分布狀態(tài)，觀察可知通電螺線管的外部磁場與條形磁鐵的磁場相似．
（3）小波猜想通電螺線管磁場強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)．實(shí)驗(yàn)中，他將開關(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)變阻器是為了保證先后兩次電流相等，來研究通電螺線管磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）螺線管的極性可通過電磁針的指向來進(jìn)行判斷；
（2）條形磁體周圍磁感線的形狀是紡錘形的，根據(jù)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；
（3）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(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意控制變量法的運(yùn)用．

解答 解：（1）讀圖可知，在螺線和旁有兩個(gè)小磁針，我們可以通過觀察小磁針的指向來判斷螺線管的極性；
（2）根據(jù)圖示的通電螺線管周圍的小磁針的排布情況和螺線管周圍磁感線的形狀，可以確定通電螺線管周圍磁感線的形狀是紡錘形的，這與條形磁體周圍磁場分布相似；
（3）實(shí)驗(yàn)中，他將開關(guān)S從l換到2上時(shí)，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(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管磁場強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．
故答案為：（1）小磁針的指向；（2）條形磁鐵；（3）保證先后兩次電流相等；通電螺線管磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)．

點(diǎn)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(shí)用到了建立模型法；在探究其磁場方向和磁場強(qiáng)弱時(shí)用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法．