Question

2．小明和小华用相同的实验器材，探究通电螺线管外部磁场的方向，实验过程分别如图所示．
（1）小明：

根据小明的实验现象，可得结论：
①通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；
②通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向有关．
（2）小华：

请指出小华的实验过程中的不足之处（写出两条）：
①没有改变多个位置进行多次实验；
②没有改变电流方向进行多次实验．
（3）小华的实验过程中，小磁针静止时N极所指方向未发生改变的原因可能是小磁针所处位置的磁场方向与地磁场方向一致．

Answer 1

分析 （1）观察第一图，开关断开，螺线管中无电流；第二图中，开关闭合，小磁针的指向有一定的规律，和第二个图比较，再观察第三个图，改变了电流的方向，小磁针的N极指向发生了变化，由这三个图可得结论；
（2）多次实验可以多测量几组数据，得到的规律更具有说说服力；
（3）当小磁针所放的位置的磁场方向与地磁场方向恰好一致时．小磁针静止时N极所指方向未发生改变．

解答 解：
（1）观察第一图，开关断开，螺线管中无电流，小磁针都指向一定的方向；第二图中，开关闭合，小磁针的指向有一定的规律，说明这些小磁针受到的磁场的作用，这两个图说明通电螺线管的周围存在磁场；
再观察第三个图，和第二个图比较，改变了电流的方向，小磁针的N极指向发生了变化，这两个图说明通电螺线管周围磁场的磁场方向与电流的方向有关；
由这三个图可得结论：①通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；②通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向有关；
（2）和小明的实验比较，小华的实验存在的问题：
①没有改变多个位置进行多次实验；
②没有改变电流方向进行多次实验；
③小磁针的个数太少；
（3）读图可知，小华的实验过程中，小磁针静止时N极所指方向未发生改变，造成这一现象的原因是小磁针所放的位置的磁场方向与地磁场方向恰好一致．
故答案为：
（1）①通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；②通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向有关；
（2）①没有改变多个位置进行多次实验；②没有改变电流方向进行多次实验．
（3）小磁针所处位置的磁场方向与地磁场方向一致．

点评 此题主要是通过一系列的探究实验，来验证通电导体周围的磁场的存在，且探究其磁场方向与电流方向的关系，实验设计过程一定要严谨，这样才能得出可靠的结论．