Question

8．回顾实验和探究：（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）探究通电螺线管外部磁场的方向：

过程现象	如图是小雨通过改变通电螺丝管中电流方向或线圈的缠绕方向观察到的现象，请根据图甲、乙、丙中小磁针的指向，判定并标出图丁中小磁针的N、S极．
方法结论	实验中通电螺丝管的极性可以通过小磁针的指向来确定，这里运用了转换法．我们可以用安培定则来判定通电螺丝管的极性与导线中电流方向的关系．	应用	请标出图中磁感线的方向和通电螺线管中的电流方向

（2）探究欧姆定律：

实验装置	请根据电路图1电路图将图2实物电路连接完整，并根据表1的数据利用描点法在图3中作出R1的U-I图象．
方法步骤	①连好如图2电路后，移动滑片P，测量并记下几组电压值和电流值，填入表1； ②在ab间分别接5Ω、10Ω、15Ω的电阻，移动滑片P，使ab间电压保持不变，记下对应的电流值，填入表2．
表格	表1　　R1=10Ω U/V 3 6 9 I/A 0.3 0.6 0.9	表2　　U=3V R/Ω 5 10 15 I/A 0.6 0.3 0.2
结论	根据表1得出：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比．
问题讨论	将实验装置中的定值电阻更换为标示为“25V”灯泡，闭合开关后，发现电压表示数为2V，电流表为0.16A，则此时小灯泡的实际功率为0.32W．为使灯泡正常发光，应向左（填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片．

Answer 1

分析 （1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法．
利用右手螺旋定则可以判定通电螺线管的极性跟电流方向的关系：已知电流方向即可根据右手螺旋定则判定出通电螺线管的极性；已知通电螺线管的极性即可根据右手螺旋定则判定出螺线管中的电流方向．
（2）①该实验目的是探究电流与电压、电阻的关系，因此要用到控制变量法，分析表一、表二中数据的相同点与变化规律是得出结论的入手点；
②根据P_实=U_实I_实计算灯泡的实际功率，此时灯泡的实际电压小于额定电压，要灯泡正常发光，根据串联分压的规律结合电路图判断滑片移动的方向．

解答 解：（1）图甲小磁针左端为N极，所以螺线管右端为S极；
由图乙和图甲可知：改变通电螺丝管中电流方向或线圈的缠绕方向，螺线管外部磁场的方向改变；
若同时改变螺丝管中电流方向和线圈的缠绕方向，螺线管外部磁场的方向不变，所以丁图螺线管的右端为S极，小磁针左端为N极；
如图：

实验中通电螺丝管的极性可以通过小磁针的指向来确定，这里运用了转换法．我们可以用安培定则来判定通电螺丝管的极性与导线中电流方向的关系．
根据安培定则，用手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，弯曲的四指所指的方向即螺线管中的电流方向，如图：

（2）①根据表1可知，电流有的大于0.6A，故电流表应该用0～3A量程，电流表和定值电阻串联，滑动变阻器采用“一上一下”的接法；根据表1数据结合描点法作出R₁的I-U图象，如图所示：

②在ab间分别接5Ω、10Ω、15Ω的电阻，这是探究电流与电阻的关系，故需移动滑片P使ab间电压保持不变；
根据表1和图象可知：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
上述研究的思维程序是：提出问题-猜想-实验验证-得出结论．
将定值电阻更换为标识为“2.5V”小灯泡，由题意可知，U_实=2V，I_实=0.16A，
所以此时小灯泡的实际功率：P_实=U_实I_实=2V×0.16A=0.32W；
由于U_实＜U_额，为使灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压；根据串联分压的规律可知，需要减小滑动变阻器两端的电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，根据图1可知，应向左调节滑动变阻器的滑片．
故答案为：（1）见上图；转换；安培；见上图；（2）①见上图；②电压；正比；0.32W；左．

点评 本题考查了探究螺线管外部磁场，探究电流与电压、电阻关系的实验，综合性强，涉及的知识点多，有一定难度，需要学生对所学知识要能够全面、系统的掌握方可顺利解答．