Question

5．电流磁场的研究
（1）如图甲所示的实验，闭合开关前，小磁针静止且能指向南北，这是因为地磁场的作用；闭合开关后，导线下方的小磁针偏转，说明通电导体周围存在磁场，这一发现是丹麦科学家奥斯特首先完成的．
（2）为探究通电直导线周围的磁场分布情况，用小磁针、铁屑、硬纸板等，做了如图乙所示的实验，发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈，请你用图乙的情景判断图丙中小磁针N极将转向纸外．（选填“转向纸内”、“转向纸外”或“保持不动”）

（3）在做“探究通电螺旋管外部磁场的方向”的实验时，在螺线管周围摆放了一些小磁针通电后小磁针的指向如图丁所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似．改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关．
（4）写出增强通电螺线管周围磁场的一个方法增大电流．

Answer 1

分析 （1）地球周围存在着磁场，即地理的南极是地磁的北极，地理的北极是地磁的南极；奥斯特实验说明通电导线周围存在着磁场，磁场的方向与电流的方向有关；
（2）先根据安培定则判断出通电导体下方磁场的方向，然后根据小磁针静止时，北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向．
（3）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，且磁场的方向与电流的方向有关；
（4）通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定：线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯．因此要增强通电螺线管的磁性就要从这三个因素入手考虑．

解答 解：（1）如图所示的实验，闭合开关前，小磁针静止且能指向南北，这是因为地磁场的作用；闭合开关后，导线下方的小磁针偏转，说明通电导体周围存在磁场，这一发现是丹麦科学家奥斯特首先完成的；
（2）伸出右手，大拇指指向电流的方向，四指的方向为磁场的方向，故导体正下方磁场方向向外，即小磁针静止时N极的指向为纸外；
（3）如图丁所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似．改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反，说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；
（4）通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定：线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯；故若想增强通电螺线管周围磁场，可以增大电流，插入铁芯等均可．
故答案为：（1）地磁场；磁场；奥斯特；（2）转向纸外；（3）条形；电流；（4）增大电流；

点评 此题考查了地磁场、奥斯特实验、安培定则等知识，综合性强，但难度不大．