Question

11．小勇在探究“通電螺線管的外部磁場”實驗中，設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弱可能與線圈匝數和電流大小都有關．實驗中，他將開關S從1切換到2上時，調節變阻器的滑片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與開關處于1時的示數相同．
（3）往螺線管周圍的有機玻璃板上撒鐵屑，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．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，根據圖乙所示的通電螺線管周圍磁感線的形狀，兩者聯系起來，可以得到此題的答案．
（2）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．（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S從l換到2上時，連入電路的線圈匝數發生了變化，為了保證電流不變，應調節變阻器的滑片P，控制兩次實驗的電流大小不變，即控制電流表的示數與開關處于1時的示數相同．
再次觀察吸引的回形針數目，這樣才能探究出通電螺線管磁場強弱與線圈匝數的關系．
（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律地排列，分析論證得出結論：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弱時用到了控制變量法和轉換法．