Question

7．小明小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图所示电路．实验时

（1）可通过观察小磁针N极所指的方向判断通电螺线管的磁极．
（2）实验发现通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似．图中磁极间的磁感线的分布情况，正确的是A．

（3）小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关系．实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了控制变量，保持电流不变，研究的问题是通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系．

Answer 1

分析 （1）条形磁体周围磁感线的形状是纺锤形的，根据图（2）所示的通电螺线管周围磁感线的形状，两者联系起来，可以得到此题的答案．
通电螺线管周围磁场的方向与电流方向和线圈的绕向这两个因素有关，若只改变其中的一个，磁场方向发生改变；若两个因素同时改变，磁场方向不变．
（2）小磁针在磁场中静止时北极指向与该点的磁感线方向一致；
（3）影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，在实验中，应注意控制变量法的运用．

解答 解：（1）利用通电螺线管周围的小磁针N极的指向可以确定通电螺线管的极性；
（2）由图3根据安培定则可知，通过螺线管的左端为S极，右端为N极，根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致可知：在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，故A正确；
（3）实验中，他将开关S从l换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系．
故答案为：（1）小磁针N极所指的方向；（2）A；（3）控制变量，保持电流不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系．

点评 此题中在探究螺线管的磁场分布时用到了建立模型法；在探究其磁场方向和磁场强弱时用到了控制变量法和转换法．