Question

【题目】下面是小明在探究“通电螺线管外部的磁场”时，设计的系列实验装置。

（1）在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验时，设计的电路如图甲所示。

①可通过观察_____________________来判断通电螺线管的磁极。

②为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向是否有关，实验时是通过___来改变通电螺线管中电流的方向。

③如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电 螺线管的外部磁场与_____的磁场相似。

④本实验经过改进，还可以探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系。请说出一种你的改进方法______。

（2）在探究“通电螺线管外部磁场的强弱”时，设计的电路如图丙所示。小明猜想通电 螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从1换到2上时，调节滑动变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了控制_____，来研究_______的关系。

Answer 1

【答案】小磁针N极的指向 对调电源正负极 条形磁体 串联一个滑动变阻器 两次实验的电流大小不变 通电螺线管磁场强弱与线圈匝数

【解析】

(1)①利用通电螺线管周围的小磁针N极的指向可以确定通电螺线管的极性；

②小明改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，螺线管磁场的方向与电流方向有关；

③根据图示的通电螺线管周围的小磁针的排布情况和螺线管周围磁感线的形状，可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，这与条形磁体周围磁场分布相似；

④要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，就要改变螺线管中的电流大小，而在原电路中，电流的大小是无法改变的，因此要在电路中再串联一个滑动变阻器即可，因为滑动变阻器可以通过改变其接入电路的电阻的大小来改变电路中的电流大小；

(2)实验中，他将开关S从1换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。