Question

14．如圖甲是小敏在探究通電螺線管外部磁場的方向時(shí)設(shè)計(jì)的部分電路圖．

（1）請(qǐng)根據(jù)要求用筆畫線代替導(dǎo)線將圖的電路補(bǔ)充完整，要求：①小磁針的指向滿足如圖所示的方向；②滑動(dòng)變阻器的滑片向A端移動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)換法．
（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，小明改變了通電螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)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(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磁極間的作用判斷螺線管的磁極；根據(jù)安培定則判斷電流方向．
通電螺線管的磁性強(qiáng)弱跟電流大小和匝數(shù)有關(guān)．在匝數(shù)一定時(shí)，電流越小，磁性越弱．在電流一定時(shí)，匝數(shù)越少，磁性越弱．
滑動(dòng)變阻器有四個(gè)接線柱，選擇一上一下接入電路，滑動(dòng)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(qiáng)，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(zhuǎn)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(guān)．

解答 解：（1）①如圖，根據(jù)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(jù)安培定則判斷電流從螺線管的左端進(jìn)入，從右端流出．
②在匝數(shù)一定時(shí)，電流越小，磁性越弱．滑片向左端移動(dòng)后，通電螺線管的磁性減弱，螺線管的電流減小，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，所以滑動(dòng)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(qiáng)，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(zhuǎn)換法；
（3）如果改變螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)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(guān)．
故答案為：（1）見上圖所示．（2）條形；轉(zhuǎn)換法；（3）螺線管的電流方向．

點(diǎn)評(píng) 本題把磁極間的作用、滑動(dòng)變阻器的使用、歐姆定律、螺線管磁性強(qiáng)弱的影響因素有機(jī)的結(jié)合起來．綜合性很強(qiáng)，是一個(gè)好題．本實(shí)驗(yàn)中，既有轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，也有控制變量法的研究，是物理學(xué)中較典型的實(shí)驗(yàn)之一，是我們應(yīng)該掌握的．