Question

16．如图（a）所示为某同学“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的电路实物图，电流从接线柱A流入螺线管，从接线柱B流出螺线管．
（1）实验操作正确，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度B的分布如图（b）中的图线1，从图中可以看出，螺线管中部的磁感应强度特点是匀强磁场．
（2）该同学发现螺线管是由很细的导线紧密绕制而成，其右侧还有一个接线柱C．为了探究螺线管导线的绕线方式及其如何与三个接线柱A、B、C相连，他接着做了以下探究性实验：保持其它条件不变，仅使电流从接线柱A流入，从接线柱C流出螺线管，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度分布如图（b）中的图线2，且发现图线2中间部分的磁感应强度比图线1中间部分的磁感强度的一半值略大些．保持其它条件不变，仅使电流从接线柱C流入，从接线柱B流出螺线管，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度分布与图线2相似，请根据实验结果猜测螺线管绕线可能是图（c）中的丙（选填“甲”、“乙”或“丙”）．
（3）该同学通过理论分析，认为第2次实验结果中通电螺线管中心处的磁感强度应该是第1次实验结果的一半，而实际测量结果却存在差异，最可能的原因是第2次实验与第1次相比，线圈匝数少了一半，线圈电阻减小，通过的电流变大．

Answer 1

分析 螺线管内部的磁场为匀强磁场，螺线管管口向外，磁场减弱．电流越大，磁场越强．结合线圈的绕法分析哪一种绕法是可能的．

解答 解：（1）螺线管内部的磁场为匀强磁场，螺线管管口向外，磁场减弱．有该性质可知，B随x的变化是先增大，后不变，再减小．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
（2）由图可知，甲图中，A到C与B到C的绕法相同，属于同向双股线的绕法，此情况下，电流由A到B时，A到C的电流与C到B的电流产生的磁场相互抵消，总磁感应强度是0．故甲错误；
图乙中，B到C一匝线圈也没有，显然不符合实验的结果，故乙错误；
丙图中，A到C与B到C的绕法相反，而A与C与C到B的绕法是相同的，属于单股线的绕法，此情况下，电流由A到B时，A到C的电流与C到B的电流产生的磁场相互叠加，总磁感应强度是A到C的电流产生的磁场的2倍．故丙是正确的．
故选：丙
（3）因为电流越大，产生的磁场越强，若考虑到螺线管导线存在电阻，第2次实验与第1次相比，线圈匝数少了一半，线圈电阻减小，通过的电流变大，则会使实验中测量的结果产生差别．
故答案为：（1）匀强磁场；（2）丙；（3）第2次实验与第1次相比，线圈匝数少了一半，线圈电阻减小，通过的电流变大

点评 解决本题的关键能识别线圈的绕法，并知道通电螺线管周围磁场的特点，以及知道电流越大，周围的磁场越强．