Question

【題目】小明同學受奧斯特實驗的啟發(fā)，產(chǎn)生了探究通電長直導線周圍磁場的興趣．探究過程的一部分如下：

A．讓豎直的通電長直導線垂直穿過一張硬紙板，以導線為中心在紙板上任意做直線．在直線上不同位置放上能夠自由轉(zhuǎn)動的小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時N極指向都與直線垂直；

B．直線上任意關(guān)于導線對稱兩點處的小磁針N極指向相反；

C．改變電流大小時，小磁針指向不變；

D．通過查閱資料得知，通電長直導線外某點的磁場強弱與電流大小成正比，與這一點到直導線的距離成反比．

（1）做實驗時，紙板的俯視圖如下，若其中“⊙”表示電流方向垂直紙面向外，“⊕”表示電流方向垂直紙面向里，小磁針涂黑部分為N極．請根據(jù)探究過程結(jié)合自己學過的知識，在右邊的紙板的俯視圖上作出通電長直導線周圍的磁感線分布圖___．（分布圖要能夠反映不同位置處磁場的強弱和方向）．

（2）若要驗證某點磁場強弱與其到通電長直導線距離成反比的結(jié)論，應控制________不變．

（3）同一通電長直導線周圍，離通電導線距離為r和2r的兩點．磁場強弱的比值為________

Answer 1

【答案】 電流大小 2：1

【解析】（1）小磁針的指向均與過電流的直線垂直，即磁場方向是逆時針的，而右圖中的電流方向與左圖電流方向相反，所以磁場方向是順時針的，且越靠近導線磁感線越密集，越靠近外側(cè)磁感線越稀疏，如圖：

（2）磁場強弱與電流的大小及離電流的遠近有關(guān)，故要想探究磁場強弱與其到通電長直導線的距離成反比，根據(jù)控制變量的思想，應控制變量電流大小不變；

（3）由已知得，磁場強弱與到通電長直導線的距離成反比，則兩點的磁場強弱之比等于距離的反比，即2：1．