Question

2．小芳同学探究通电螺线管外部磁场的实验报告如下：
【实验器材】螺线管、塑料板、小磁针、铁屑、电池、开关、导线等（如图1）
【提出问题】在我们熟悉的各种磁体中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似？
【进行实验】
（1）探究通电螺线管的磁场分布．
①了解螺线管磁场演示仪的构造，线圈的位置等．
②闭合开关将螺线管通电，用手轻敲击塑料板，观察铁屑的分布．
③把它与某些磁体磁场的分布进行对比，发现与条形磁体周围的磁场相似．
（2）探究通电螺线管的磁场方向．
①将小磁针放在螺线管周围的不同位置．
②根据小磁针N极的指向记录通电螺线管周围各点的磁场方向．
③通过对调电池的正负极，来改变电流方向，探究通电螺线管外部磁场方向是否发生改变．
（3）我们能不能找到一种判断通电螺线管两端的极性的方法呢？请大家观察图2中蚂蚁和猴子是怎么说的，你能否受到某种启示呢？
①蚂蚁沿着电流的方向绕螺线管爬行说：“N极就在我的左边”．
②猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：“如果电流沿着我右臂所指的方向，N极就在我前方”．
小芳同学总结出通电螺线管磁极的极性可以这样来判断用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指的方向与电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极．

Answer 1

分析 （1）通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；根据铁屑受力转动后的分布情况，就可以知道通电螺线管的磁场分布特点；
（2）通电螺线管周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用；而小磁针是磁体，所以通电螺线管周围的小磁针要受到磁场力的作用；
③电磁铁的磁极极性与电流的方向有关，改变电流方向则磁极的极性也发生变化；
（3）安培定则的内容是：用右手握住螺线管，弯曲的四指所指的方向是电流的方向，大拇指所指的那端是螺线管的N极．

解答 解：（1）②闭合开关将螺线管通电，用手轻敲击塑料板，观察铁屑的分布；
③由于通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列，分析论证得出结论：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；
（2）②磁场的方向是这样规定的：放在磁场中某点的小磁针，静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向，因此根据小磁针N极的指向记录通电螺线管周围各点的磁场方向．
③电磁铁的磁极极性与电流的方向有关，改变电流方向则磁极的极性也发生变化；因此通过对调电池的正负极，来改变电流方向，探究通电螺线管外部磁场方向是否发生改变．
（3）根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法：
用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指的方向与电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极．
故答案为：（1）铁屑的分布；条形；（2）小磁针N极的指向；对调电池的正负极；（3）用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指的方向与电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极．

点评 ①磁场的基本性是同学们易懂，但又易忘的一句话，应记熟，还要注意区分磁体的基本性质和磁场的基本性质．
②通电螺线管的磁极极性与电流的方向有关，利用右手螺旋定则可以判断通电螺线管的磁极极性．
③放在磁场中某点的小磁针，静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向．