Question

【題目】學習了奧斯特實驗后．小軍和小民認為：通電的螺線管周圍也存在磁場．可是．通電螺線管周圍的磁場是什么樣的呢？為此．他們找來器材并連成了右圖甲所示的實驗電路．運用研究磁場的方法來探究通電螺線管外部的磁場．

（l）小軍使用小磁針來進行探究．他先在本板上螺線管一端標有黑點的九個位置（圖甲）各放置了一個小磁針．通電后發(fā)現(xiàn)這九個小磁針的指向如圖乙所示，改變通電電流的方向后．重新實驗發(fā)現(xiàn)這九個小磁針的指向如圖丙所示．

根據(jù)小軍的實驗．可以得出的結論是：

a．通電螺線管外部，中心軸線上各點的磁場方向是相同的；除中心軸線外，通電螺線管外部其他各點的磁場方向是 的；

b．通電螺線管外部各點的磁場方向還與 方向有關．

（2）小民的實驗方法是：先在一張自紙中問按照螺線管的大小挖一個孔．然后把孔對準螺線管將白紙鋪在木板上．再把繃鐵屑均勻地灑在白紙上．通電后輕輕敲擊木板．發(fā)現(xiàn)細鐵屑的排列情況如圖丁所示；改變通電電流的方向后．重新實驗發(fā)現(xiàn)細鐵屑的排列情況基本沒有變化．根據(jù)小民的實驗現(xiàn)象，可以得出結論：通電螺線管外部的磁場與我們學過的 磁體的磁場相似．

（3）小軍和小民對他們的實驗結論進行討論后發(fā)現(xiàn)．如果把通電螺線管看作一個磁體．則它的N極和S極的位置是由通電電流的方向決定的．怎樣描述通電螺線管中電流的方向與N極位置之問的關系呢？

小軍經過反復思考發(fā)現(xiàn)：從通電螺線管的一側看去，通電螺線管中電流的方向和N極位置的關系與擰電流表上的螺帽時螺帽旋轉的方向和螺帽前進方向的關系挺相似的．

小軍根據(jù)他的上述發(fā)現(xiàn)對“通電螺線管中電流的方向與N極位置的關系”的描述是： ．

Answer 1

【答案】（1）不同；

（2）電流；

（3）條形；

（4）從通電螺線管的一側看去，若電流是順時針旋轉的，則這一側為通電螺線管的S極，若電流是逆時針旋轉的，則這一側為通電螺線管的N極

【解析】試題分析：（1）小磁針在磁場中靜止時N極指向與該點的磁場方向一致；通電螺線管外部磁場方向與螺線管中的電流方向和線圈的繞法有關；

（2）通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似；

（3）運用安培定則可判斷螺線管的磁極與電流方向關系．

解：

（1）小磁針在磁場中靜止時N極指向與該點的磁場方向一致，所以可以直接由通電螺線管周圍的這些小磁針的N極指向情況判斷．

a．由圖乙或丙的九個小磁針靜止時N極指向可以看出：通電螺線管外部，中心軸線上各點的磁場方向是相同的；除中心軸線外，通電螺線管外部其他各點的磁場方向是不同的；

b．對比乙和丙圖，九個小磁針靜止時N極指向恰好相反，說明通電螺線管外部各點的磁場方向還與電流方向有關．

（2）通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似，都是具有兩個磁性較強的磁極；

（3）小軍發(fā)現(xiàn)：通電螺線管中電流的方向和N極位置的關系與擰電流表上的螺帽時螺帽旋轉的方向和螺帽前進方向的關系挺相似的．這正符合安培定則．

即：從通電螺線管的一側看去，若電流是順時針旋轉的，則這一側為通電螺線管的S極，若電流是逆時針旋轉的，則這一側為通電螺線管的N極．

故答案為：（1）不同；

（2）電流；

（3）條形；

（4）從通電螺線管的一側看去，若電流是順時針旋轉的，則這一側為通電螺線管的S極，若電流是逆時針旋轉的，則這一側為通電螺線管的N極．