Question

12．观察了磁场对通电直导线的作用后，小丽提出问题：磁场对通电直导线作用的大小与什么因素有关？思考后她提出这样的猜想：影响磁场对通电直导线作用力大小的因素有通电直导线的长度、磁场的强度和导线中电流的大小．
为了验证猜想是否正确，小丽等同学进行了这样的试验，如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放在桌子上，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，通过“2、3”“1、3”…改变导线通电部分的长度．请你思考回答：
（1）你认为小丽可以通过观察直导线摆动幅度的大小来比较通电直导线受力大小．
（2）实验过程中，分别接通“2、3”、“1、3”、“1、4”进行观察实验，这是为了验证通电直导线在磁场中受力大小与通电直导线的长度之间的关系，需要控制的变量是保持磁场的强度和导线中电流的大小不变．
（3）小丽认为其他条件相同时，通电直导线中的电流越大，在磁场中所受的力越大，如果她的猜想正确，实验应该观察到什么现象？随着电流的增大，通电直导线摆动幅度增大．

Answer 1

分析 （1）实验中通过观察通电直导线摆动的幅度大小来比较通电直导线受力大小，采用的是转换法；
（2）运用控制变量法探究通电直导线在磁场中受力大小与通电直导线的长度的关系时，要控制磁场的强度和导线中电流的大小不变，改变通电直导线的长度的大小；
（3）通电直导线中的电流越大，在磁场中所受的力越大，通电直导线摆动幅度增大．

解答 解：（1）通电直导线受磁场力的大小不易观察，小丽可以通过观察通电直导线摆动幅度的大小来比较通电直导线受力大小，采用的是转换法；
（2）实验过程中，本别接通“2、3”、“1、3”、“1、4”时改变的是通电直导线的长度，所以探究通电直导线在磁场中受力大小与通电直导线的长度的关系；
猜想影响磁场对通电直导线作用力大小的因素有：通电直导线的长度、磁场的强度和导线中电流的大小，运用控制变量法进行探究时，要控制磁场的强度和导线中电流的大小不变；
（3）如果通电直导线中的电流越大，在磁场中所受的力越大，那么在实验过程会观察到随着导线中电流的逐渐变大，直导线摆动的幅度逐渐变大．
故答案为：（1）直导线摆动幅度的大小；（2）通电直导线的长度；保持磁场的强度和导线中电流的大小不变；（3）随着电流的增大，通电直导线摆动幅度增大．

点评 本题是考查探究“磁场对通电直导线作用的大小与什么因素有关”的实验过程，运用好控制变量法和转换法是解题此题的关键．