Question

14．如圖甲是小敏在探究通電螺線管外部磁場的方向時設計的部分電路圖．

（1）請根據要求用筆畫線代替導線將圖的電路補充完整，要求：①小磁針的指向滿足如圖所示的方向；②滑動變阻器的滑片向A端移動后，通電螺線管的磁性減弱
（2）磁場看不見、摸不著，在探究“通電螺線管磁場”的實驗中，為了研究通電螺線管周圍的磁場分布情況，我們通常在螺線管周圍擺放一些小磁針，通電后，小磁針的分布情況如圖乙所示，由此可以看出，通電螺線管外部的磁場分布與條形磁體相似，這里用到了哪種研究問題的物理方法：轉換法．
（3）在實驗過程中，小明改變了通電螺線管中的電流方向，發(fā)現小磁針轉動了180°，由此可知，通電螺線管外部磁場的方向與螺線管的電流方向有關．

Answer 1

分析 （1）根據磁極間的作用判斷螺線管的磁極；根據安培定則判斷電流方向．
通電螺線管的磁性強弱跟電流大小和匝數有關．在匝數一定時，電流越小，磁性越弱．在電流一定時，匝數越少，磁性越弱．
滑動變阻器有四個接線柱，選擇一上一下接入電路，滑動變阻器接入電路的電阻越大，電流越�。�
（2）螺線管的磁性兩端強，中間弱，與條形磁體的磁場相類似；這里是借助小磁針的分布來顯示磁場的分布，故是用的轉換法；
（3）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．

解答 解：（1）①如圖，根據同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以螺線管的右端是N極，左端是S極；根據安培定則判斷電流從螺線管的左端進入，從右端流出．
②在匝數一定時，電流越小，磁性越弱．滑片向左端移動后，通電螺線管的磁性減弱，螺線管的電流減小，滑動變阻器接入電路的電阻增大，所以滑動變阻器一定接入右端下面接線柱．如圖．

（2）讀圖2可知，螺線管的兩端磁性較強，中間磁性較弱，這與條形磁體的磁場分布相類似；這里是借助小磁針的分布來顯示磁場的分布，故是用的轉換法；
（3）如果改變螺線管中的電流方向，發(fā)現小磁針轉動180°，南北極所指方向發(fā)生了改變，由此可知：通電螺線管外部磁場方向與螺線管中的電流方向有關．
故答案為：（1）見上圖所示．（2）條形；轉換法；（3）螺線管的電流方向．

點評 本題把磁極間的作用、滑動變阻器的使用、歐姆定律、螺線管磁性強弱的影響因素有機的結合起來．綜合性很強，是一個好題．本實驗中，既有轉換法的運用，也有控制變量法的研究，是物理學中較典型的實驗之一，是我們應該掌握的．