Question

【题目】小明同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣．探究过程的一部分如下：

A．让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意做直线．在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时N极指向都与直线垂直；

B．直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；

C．改变电流大小时，小磁针指向不变；

D．通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点到直导线的距离成反比．

（1）做实验时，纸板的俯视图如下，若其中“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，“⊕”表示电流方向垂直纸面向里，小磁针涂黑部分为N极．请根据探究过程结合自己学过的知识，在右边的纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分布图___．（分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向）．

（2）若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制________不变．

（3）同一通电长直导线周围，离通电导线距离为r和2r的两点．磁场强弱的比值为________

Answer 1

【答案】 电流大小 2：1

【解析】（1）小磁针的指向均与过电流的直线垂直，即磁场方向是逆时针的，而右图中的电流方向与左图电流方向相反，所以磁场方向是顺时针的，且越靠近导线磁感线越密集，越靠近外侧磁感线越稀疏，如图：

（2）磁场强弱与电流的大小及离电流的远近有关，故要想探究磁场强弱与其到通电长直导线的距离成反比，根据控制变量的思想，应控制变量电流大小不变；

（3）由已知得，磁场强弱与到通电长直导线的距离成反比，则两点的磁场强弱之比等于距离的反比，即2：1．