Question

【題目】小明同學(xué)受奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，產(chǎn)生了探究通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的興趣．探究過(guò)程的一部分如下：

A．讓豎直的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)一張硬紙板，以導(dǎo)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(dòng)的小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時(shí)N極指向都與直線垂直；

B．直線上任意關(guān)于導(dǎo)線對(duì)稱兩點(diǎn)處的小磁針N極指向相反；

C．改變電流大小時(shí)，小磁針指向不變；

D．通過(guò)查閱資料得知，通電長(zhǎng)直導(dǎo)線外某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小成正比，與這一點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離成反比．

（1）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(qǐng)根據(jù)探究過(guò)程結(jié)合自己學(xué)過(guò)的知識(shí)，在右邊的紙板的俯視圖上作出通電長(zhǎng)直導(dǎo)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(chǎng)的強(qiáng)弱和方向）．

（2）若要驗(yàn)證某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱與其到通電長(zhǎng)直導(dǎo)線距離成反比的結(jié)論，應(yīng)控制________不變．

（3）同一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍，離通電導(dǎo)線距離為r和2r的兩點(diǎn)．磁場(chǎng)強(qiáng)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(guò)電流的直線垂直，即磁場(chǎng)方向是逆時(shí)針的，而右圖中的電流方向與左圖電流方向相反，所以磁場(chǎng)方向是順時(shí)針的，且越靠近導(dǎo)線磁感線越密集，越靠近外側(cè)磁感線越稀疏，如圖：

（2）磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流的大小及離電流的遠(yuǎn)近有關(guān)，故要想探究磁場(chǎng)強(qiáng)弱與其到通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離成反比，根據(jù)控制變量的思想，應(yīng)控制變量電流大小不變；

（3）由已知得，磁場(chǎng)強(qiáng)弱與到通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離成反比，則兩點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱之比等于距離的反比，即2：1．